JP7116007B2 - Track irregularity prediction method and track irregularity prediction system - Google Patents
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Description
本発明は、軌道変位を予測する軌道変位予測方法及び軌道変位予測システムに関するものである。 The present invention relates to a track irregularity prediction method and track irregularity prediction system for predicting track irregularity.
鉄道線路等の軌道における軌道変位の測定データから将来の軌道変位を予測する方法として、過去から軌道変位の測定が行われており、軌道変位の履歴データが十分に確保できる場合において、軌道変位の履歴データに基づいてデータ処理により将来の軌道変位を予測する方法、及び、新しく得られた軌道変位のデータを反映して予測の精度を向上させる方法が知られている。 Track irregularity has been measured in the past as a method of predicting future track irregularity from track irregularity measurement data on railroad tracks. A method of predicting future track irregularity by data processing based on historical data and a method of reflecting newly obtained track irregularity data to improve the accuracy of prediction are known.
ここで、軌道変位として、レールの上下方向の変位である高低変位と、レールの幅方向(左右方向)の変位である通り変位と、左右両側のレール同士の間隔の設定値からの差分である軌間変位と、左右両側のレール同士の高さの差の設定値からの差分である水準変位と、一定距離を隔てた2点間の水準の差である平面性変位と、を例示することができる。 Here, the track displacement is the elevation displacement, which is the displacement in the vertical direction of the rail, the track displacement, which is the displacement in the width direction (horizontal direction) of the rail, and the difference from the set value of the interval between the rails on both the left and right sides. Gauge displacement, level displacement that is the difference from the set value of the height difference between the left and right rails, and flatness displacement that is the level difference between two points separated by a certain distance can be exemplified. can.
特開2018-76724号公報(特許文献1)には、所定の軌道検測区間を測定して得られた時系列データの逐次更新予測判定方法において、新規に取得した時系列データをもとにした事後分布を算出し、1又は複数回前の事後分布結果の変化速度と新規に取得したデータをもとにした事後分布の変化速度と比較する技術が開示されている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-76724 (Patent Document 1), in a sequential update prediction determination method for time-series data obtained by measuring a predetermined track inspection section, based on newly acquired time-series data There is disclosed a technique of calculating a posterior distribution obtained by calculating the posterior distribution, and comparing the rate of change of the posterior distribution result one or more times before with the rate of change of the posterior distribution based on newly acquired data.
特開2018-76681号公報(特許文献2)には、軌道維持管理方法において、軌道変位の履歴データに基づいて将来の軌道変位の推移を予測する工程と、予測された軌道変位が基準値を超える箇所を保守対象箇所として選定する工程と、予測された軌道変位が基準値を超えない箇所のリスクを判断する工程と、判断されたリスクが閾値を超える場合、予測された軌道変位が基準値を超えない箇所を保守対象箇所として選定する工程と、を含む技術が開示されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2018-76681 (Patent Document 2) discloses a track maintenance management method in which a step of predicting future changes in track irregularity based on track irregularity history data, and a step in which the predicted track irregularity exceeds a reference value. A process of selecting locations that exceed the reference value as maintenance targets, a process of judging the risk of locations where the predicted track irregularity does not exceed the reference value, and if the judged risk exceeds the threshold, the predicted track irregularity reaches the reference value. and a step of selecting a location that does not exceed , as a maintenance target location.
特開2017-110375号公報(特許文献3)には、軌道修正要領生成装置において、軌道の計測データを取得する計測データ取得部と、車両による軌道の走行を模擬する走行シミュレーションを計測データと軌道における車両の位置に応じて定められた速度とに基づいて行うシミュレーション実行部と、軌道の修正内容を示す情報である修正要領を走行シミュレーションの結果に基づいて生成する修正要領生成部と、を備える技術が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-110375 (Patent Document 3) describes a track correction procedure generation device in which a measurement data acquisition unit that acquires track measurement data, and a running simulation that simulates track running by a vehicle, are combined with the measurement data and the track. a simulation execution unit that performs a simulation based on the speed determined according to the position of the vehicle in the vehicle; Techniques are disclosed.
従来の軌道変位の予測方法では、過去に取得された軌道変位の履歴データが十分に蓄積されている場合に、蓄積されたデータに基づく軌道変位の予測を行っていた。しかしながら、軌道変位の履歴データが十分に蓄積されていない場合には、高精度で軌道変位を予測することが困難であった。 In the conventional track irregularity prediction method, when sufficient history data of track irregularity acquired in the past is accumulated, the track irregularity is predicted based on the accumulated data. However, it is difficult to predict track irregularity with high accuracy when sufficient track irregularity history data is not accumulated.
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、軌道変位を予測する軌道変位予測方法において、軌道変位の履歴データが少なく、十分でない場合でも、将来の軌道変位を高精度で予測することができる軌道変位予測方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above. An object of the present invention is to provide a track irregularity prediction method capable of predicting track irregularity with high accuracy.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 A brief outline of typical inventions disclosed in the present application is as follows.
本発明の一態様としての軌道変位予測方法は、軌道の長さ方向に沿って配置された複数の区間を含む軌道における複数の区間の各々での軌道変位を予測する軌道変位予測方法である。当該軌道変位予測方法は、複数の区間の各々で、長さ方向に沿って互いに異なる複数の測定位置で軌道変位を測定し、複数の測定位置の各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位の測定値のばらつきを表す第1指標を算出する(a)ステップと、(a)ステップにて軌道変位を測定した後、複数の区間の各々で、複数の測定位置で軌道変位を再度測定し、第1指標を再度算出する(b)ステップと、を有する。また、当該軌道変位予測方法は、複数の区間の各々で、(a)ステップにて算出された第1指標の第1算出値と、(b)ステップにて算出された第1指標の第2算出値と、に基づいて、(b)ステップにて軌道変位を測定する以前の軌道変位の変化の程度を表す第2指標を算出する(c)ステップと、複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の第1算出値と、(c)ステップにて複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の第2指標の第3算出値と、に基づいて、第1指標と第2指標との関係を示す回帰式を算出する(d)ステップと、を有する。また、当該軌道変位予測方法は、複数の区間の各々で、第1算出値と、回帰式と、に基づいて、第2指標の第1予測値を算出し、算出された第1予測値と、第3算出値と、の関係を示す第1補正係数を算出する(e)ステップと、複数の区間の各々で、第2算出値と、回帰式と、(e)ステップにて算出された第1補正係数の第4算出値と、に基づいて、(b)ステップにて軌道変位を測定した以後の軌道変位の変化の程度を表す第3指標の第2予測値を算出する(f)ステップと、を有する。 A track irregularity prediction method as one aspect of the present invention is a track irregularity prediction method for predicting track irregularity in each of a plurality of sections of a track including a plurality of sections arranged along the length direction of the track. The track irregularity prediction method measures track irregularity at a plurality of different measurement positions along the length direction in each of a plurality of sections, and measures a plurality of track irregularities measured at each of the plurality of measurement positions. (a) step of calculating a first index representing the variation of values; and (b) recalculating the No. 1 index. Further, in each of the plurality of sections, the track irregularity prediction method includes the first calculated value of the first index calculated in step (a) and the second calculated value of the first index calculated in step (b). (c) step of calculating, based on the calculated value, a second index representing the degree of change in track irregularity before the track irregularity is measured in step (b); and the third calculated values of the plurality of second indices calculated in each of the plurality of sections in step (c), the ratio between the first index and the second index and (d) a step of calculating a regression equation indicating the relationship. Further, the track irregularity prediction method calculates a first predicted value of the second index based on the first calculated value and the regression equation in each of the plurality of sections, and calculates the calculated first predicted value and , the third calculated value, and the (e) step of calculating the first correction coefficient indicating the relationship between the second calculated value, the regression equation, and the (e) step in each of the plurality of intervals (f) calculating a second predicted value of a third index representing the degree of change in track irregularity after the track irregularity is measured in step (b), based on the fourth calculated value of the first correction coefficient; and a step.
また、他の一態様として、(e)ステップでは、複数の区間の各々で、回帰式に第1指標として第1算出値を代入することにより、第1予測値を算出し、算出された第1予測値に対する第3算出値の比率である第1補正係数を算出してもよい。 Further, as another aspect, in step (e), in each of the plurality of intervals, the first predicted value is calculated by substituting the first calculated value as the first index into the regression equation, and the calculated first A first correction coefficient, which is a ratio of the third calculated value to one predicted value, may be calculated.
また、他の一態様として、(f)ステップでは、複数の区間の各々で、回帰式に第1指標として第2算出値を代入することにより、第2指標の第3予測値を算出し、算出された第3予測値に第1補正係数を乗ずることにより、第2予測値を算出してもよい。 Further, as another aspect, in step (f), in each of the plurality of intervals, a third predicted value of the second index is calculated by substituting the second calculated value as the first index into the regression equation, The second predicted value may be calculated by multiplying the calculated third predicted value by the first correction coefficient.
また、他の一態様として、当該軌道変位予測方法は、(b)ステップにて軌道変位を測定した後、複数の区間の各々で、複数の測定位置で軌道変位を再度測定し、第1指標を再度算出する(g)ステップと、複数の区間の各々で、第2算出値と、(g)ステップにて算出された第1指標の第5算出値と、に基づいて、(g)ステップにて軌道変位を測定する以前の軌道変位の変化の程度を表す第4指標を算出する(h)ステップと、を有してもよい。また、当該軌道変位予測方法は、複数の区間の各々で、第3予測値と、(h)ステップにて算出された第4指標の第6算出値と、第1補正係数と、の関係を示す第2補正係数を算出する(i)ステップと、複数の区間の各々で、第5算出値と、回帰式と、第4算出値と、(i)ステップにて算出された第2補正係数の第7算出値と、に基づいて、(g)ステップにて軌道変位を測定した以後の軌道変位の変化の程度を表す第5指標の第4予測値を算出する(j)ステップと、を有してもよい。 Further, as another aspect of the track irregularity prediction method, after measuring the track irregularity in the step (b), the track irregularity is measured again at a plurality of measurement positions in each of the plurality of sections, and the first index is recalculated, and in each of the plurality of sections, based on the second calculated value and the fifth calculated value of the first index calculated in step (g), step (g) and (h) calculating a fourth index representing the degree of change in track irregularity before the track irregularity is measured in step (h). Further, the track irregularity prediction method calculates the relationship between the third predicted value, the sixth calculated value of the fourth index calculated in step (h), and the first correction coefficient in each of the plurality of sections. (i) step of calculating the second correction coefficient shown, in each of the plurality of sections, the fifth calculated value, the regression equation, the fourth calculated value, and the second correction coefficient calculated in the (i) step and a step (j) of calculating a fourth predicted value of the fifth index representing the degree of change in track irregularity after the track irregularity is measured in step (g), based on the seventh calculated value of may have.
また、他の一態様として、(i)ステップでは、複数の区間の各々で、第3予測値と第1補正係数との積に対する、第6算出値の比率である、第2補正係数を算出してもよい。 Further, as another aspect, in step (i), in each of the plurality of sections, a second correction coefficient is calculated, which is the ratio of the sixth calculated value to the product of the third predicted value and the first correction coefficient. You may
また、他の一態様として、(e)ステップでは、複数の区間の各々で、回帰式に第1指標として第1算出値を代入することにより、第1予測値を算出し、算出された第1予測値に対する第3算出値の差分である第1補正係数を算出してもよい。 Further, as another aspect, in step (e), in each of the plurality of intervals, the first predicted value is calculated by substituting the first calculated value as the first index into the regression equation, and the calculated first A first correction coefficient may be calculated as a difference between the third calculated value and the one predicted value.
本発明の一態様としての軌道変位予測方法は、軌道の長さ方向に沿って配置された複数の区間を含む軌道における複数の区間の各々での軌道変位を予測する軌道変位予測方法である。当該軌道変位予測方法は、複数の区間の各々で、長さ方向に沿って互いに異なる複数の測定位置で軌道変位を測定し、複数の測定位置の各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位の測定値に基づいて、複数の軌道変位の測定値のばらつきを表す第1指標と、複数の区間の各々での輪重又はレール圧力を表す第2指標と、を算出する(a)ステップと、(a)ステップにて軌道変位を測定した後、複数の区間の各々で、複数の測定位置で軌道変位を再度測定し、第1指標と第2指標とを再度算出する(b)ステップと、を有する。また、当該軌道変位予測方法は、複数の区間の各々で、(a)ステップにて算出された第1指標の第1算出値と、(b)ステップにて算出された第1指標の第2算出値と、に基づいて、(b)ステップにて軌道変位を測定する以前の軌道変位の変化の程度を表す第3指標を算出する(c)ステップと、(a)ステップにて複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の第2指標の第1指標算出値と、(c)ステップにて複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の第3指標の第3算出値と、に基づいて、第2指標と第3指標との関係を示す回帰式を算出する(d)ステップと、を有する。また、当該軌道変位予測方法は、複数の区間の各々で、第1指標算出値と、回帰式と、に基づいて、第3指標の第1予測値を算出し、算出された第1予測値と、第3算出値と、の関係を示す第1補正係数を算出する(e)ステップと、複数の区間の各々で、(b)ステップにて算出された第2指標の第2指標算出値と、回帰式と、(e)ステップにて算出された第1補正係数の第4算出値と、に基づいて、(b)ステップにて軌道変位を測定した以後の軌道変位の変化の程度を表す第4指標の第2予測値を算出する(f)ステップと、を有する。 A track irregularity prediction method as one aspect of the present invention is a track irregularity prediction method for predicting track irregularity in each of a plurality of sections of a track including a plurality of sections arranged along the length direction of the track. The track irregularity prediction method measures track irregularity at a plurality of different measurement positions along the length direction in each of a plurality of sections, and measures a plurality of track irregularities measured at each of the plurality of measurement positions. (a) step of calculating, based on the values, a first index representing variation in measured values of track irregularities and a second index representing wheel load or rail pressure in each of a plurality of sections; (b) step of measuring the track irregularity again at a plurality of measurement positions in each of the plurality of sections after measuring the track irregularity in step a), and recalculating the first index and the second index; have. Further, in each of the plurality of sections, the track irregularity prediction method includes the first calculated value of the first index calculated in step (a) and the second calculated value of the first index calculated in step (b). (c) calculating a third index representing the degree of change in track irregularity before the track irregularity is measured in step (b) based on the calculated value; and (a) calculating a plurality of sections in step (a). and the third calculated values of the plurality of third indices calculated in each of the plurality of sections in step (c). and (d) calculating a regression equation representing the relationship between the second index and the third index. Further, the track irregularity prediction method calculates the first predicted value of the third index based on the first index calculated value and the regression equation in each of the plurality of sections, and calculates the calculated first predicted value and the third calculated value, and the second index calculated value of the second index calculated in step (b) in each of the plurality of sections. , the regression equation, and the fourth calculated value of the first correction coefficient calculated in step (e), the degree of change in track irregularity after measuring the track irregularity in step (b) is calculated. and (f) calculating a second predicted value of the fourth index to represent.
本発明の一態様としての軌道変位予測システムは、軌道の長さ方向に沿って配置された複数の区間を含む軌道における複数の区間の各々での軌道変位を予測する軌道変位予測システムである。当該軌道変位予測システムは、複数の区間の各々で、長さ方向に沿って互いに異なる複数の測定位置で軌道変位を測定し、複数の測定位置の各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位の測定値のばらつきを表す第1指標を算出する第1算出部と、第1算出部により軌道変位が測定された後、複数の区間の各々で、複数の測定位置で軌道変位を再度測定し、第1指標を再度算出する第2算出部と、を有する。また、当該軌道変位予測システムは、複数の区間の各々で、第1算出部により算出された第1指標の第1算出値と、第2算出部により算出された第1指標の第2算出値と、に基づいて、第2算出部により軌道変位が測定される以前の軌道変位の変化の程度を表す第2指標を算出する第3算出部と、複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の第1算出値と、第3算出部により複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の第2指標の第3算出値と、に基づいて、第1指標と第2指標との関係を示す回帰式を算出する第4算出部と、を有する。また、当該軌道変位予測システムは、複数の区間の各々で、第1算出値と、回帰式と、に基づいて、第2指標の第1予測値を算出し、算出された第1予測値と、第3算出値と、の関係を示す第1補正係数を算出する第5算出部と、複数の区間の各々で、第2算出値と、回帰式と、第5算出部により算出された第1補正係数の第4算出値と、に基づいて、第2算出部により軌道変位が測定された以後の軌道変位の変化の程度を表す第3指標の第2予測値を算出する第6算出部と、を有する。 A track irregularity prediction system as one aspect of the present invention is a track irregularity prediction system that predicts track irregularity in each of a plurality of sections of a track including a plurality of sections arranged along the length direction of the track. The track irregularity prediction system measures track irregularity at a plurality of measurement positions different from each other along the length direction in each of a plurality of sections, and measures a plurality of track irregularities measured at each of the plurality of measurement positions. A first calculation unit that calculates a first index representing variation in values; and a second calculation unit that recalculates the No. 1 index. In addition, the track irregularity prediction system has a first calculated value of the first index calculated by the first calculator and a second calculated value of the first index calculated by the second calculator in each of the plurality of sections. and a third calculator that calculates a second index representing the degree of change in track irregularity before the track irregularity is measured by the second calculator, based on and the third calculated values of the plurality of second indices calculated in each of the plurality of sections by the third calculation unit. and a fourth calculation unit that calculates the regression equation. Further, the track irregularity prediction system calculates a first predicted value of the second index based on the first calculated value and the regression equation in each of the plurality of sections, and calculates the calculated first predicted value and , a third calculated value, and a fifth calculation unit that calculates a first correction coefficient indicating the relationship between the second calculated value, the regression equation, and the fifth calculated by the fifth calculation unit in each of the plurality of sections; a fourth calculated value of the 1 correction coefficient; and have
また、他の一態様として、第5算出部は、複数の区間の各々で、回帰式に第1指標として第1算出値を代入することにより、第1予測値を算出し、算出された第1予測値に対する第3算出値の比率である第1補正係数を算出してもよい。 Further, as another aspect, the fifth calculation unit calculates the first predicted value by substituting the first calculated value as the first index into the regression equation in each of the plurality of intervals, and calculates the calculated first A first correction coefficient, which is a ratio of the third calculated value to one predicted value, may be calculated.
また、他の一態様として、第6算出部は、複数の区間の各々で、回帰式に第1指標として第2算出値を代入することにより、第2指標の第3予測値を算出し、算出された第3予測値に第1補正係数を乗ずることにより、第2予測値を算出してもよい。 Further, as another aspect, the sixth calculation unit calculates a third predicted value of the second index by substituting the second calculated value as the first index into the regression equation in each of the plurality of intervals, The second predicted value may be calculated by multiplying the calculated third predicted value by the first correction coefficient.
また、他の一態様として、当該軌道変位予測システムは、第2算出部により軌道変位が測定された後、複数の区間の各々で、複数の測定位置で軌道変位を再度測定し、第1指標を再度算出する第7算出部と、複数の区間の各々で、第2算出値と、第7算出部により算出された第1指標の第5算出値と、に基づいて、第7算出部により軌道変位が測定される以前の軌道変位の変化の程度を表す第4指標を算出する第8算出部と、を有してもよい。また、当該軌道変位予測システムは、複数の区間の各々で、第3予測値と、第8算出部により算出された第4指標の第6算出値と、第1補正係数と、の関係を示す第2補正係数を算出する第9算出部と、複数の区間の各々で、第5算出値と、回帰式と、第4算出値と、第9算出部により算出された第2補正係数の第7算出値と、に基づいて、第7算出部により軌道変位が測定された以後の軌道変位の変化の程度を表す第5指標の第4予測値を算出する第10算出部と、を有してもよい。 Further, as another aspect, the track irregularity prediction system measures the track irregularity again at a plurality of measurement positions in each of the plurality of sections after the track irregularity is measured by the second calculator, and calculates the first index. and the seventh calculation unit based on the second calculated value and the fifth calculated value of the first index calculated by the seventh calculation unit in each of the plurality of sections. and an eighth calculator that calculates a fourth index representing a degree of change in the track irregularity before the track irregularity is measured. Further, the track irregularity prediction system indicates the relationship between the third predicted value, the sixth calculated value of the fourth index calculated by the eighth calculator, and the first correction coefficient in each of the plurality of sections. a ninth calculation unit that calculates the second correction coefficient; and a fifth calculation value, a regression equation, a fourth calculation value, and the second correction coefficient calculated by the ninth calculation unit in each of the plurality of sections. and a tenth calculator that calculates a fourth predicted value of the fifth index representing the degree of change in track irregularity after the track irregularity is measured by the seventh calculator, based on the calculated values. may
また、他の一態様として、第9算出部は、複数の区間の各々で、第3予測値と第1補正係数との積に対する、第6算出値の比率である、第2補正係数を算出してもよい。 Further, as another aspect, the ninth calculation unit calculates the second correction coefficient, which is the ratio of the sixth calculated value to the product of the third predicted value and the first correction coefficient, in each of the plurality of sections. You may
また、他の一態様として、第5算出部は、複数の区間の各々で、回帰式に第1指標として第1算出値を代入することにより、第1予測値を算出し、算出された第1予測値に対する第3算出値の差分である第1補正係数を算出してもよい。 Further, as another aspect, the fifth calculation unit calculates the first predicted value by substituting the first calculated value as the first index into the regression equation in each of the plurality of intervals, and calculates the calculated first A first correction coefficient may be calculated as a difference between the third calculated value and the one predicted value.
本発明の一態様を適用することで、軌道変位を予測する軌道変位予測方法において、軌道変位の履歴データが少なく、十分でない場合でも、将来の軌道変位を高精度で予測することができる。 By applying one aspect of the present invention, in a track irregularity prediction method for predicting track irregularity, future track irregularity can be predicted with high accuracy even when track irregularity history data is small and insufficient.
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。 It should be noted that the disclosure is merely an example, and those skilled in the art will naturally include within the scope of the present invention any appropriate modifications that can be easily conceived while maintaining the gist of the invention. In addition, in order to make the description clearer, the drawings may schematically show the width, thickness, shape, etc. of each part compared to the embodiment, but this is only an example, and the interpretation of the present invention is not limited. It is not limited.
また本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。 In addition, in this specification and each figure, the same reference numerals may be given to the same elements as those described above with respect to the previous figures, and detailed description thereof may be omitted as appropriate.
更に、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見やすくするためにハッチング(網掛け)を省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを付す場合もある。 Furthermore, in the drawings used in the embodiments, hatching may be omitted even in cross-sectional views in order to make the drawings easier to see. Also, even a plan view may be hatched to make the drawing easier to see.
なお、以下の実施の形態においてA~Bとして範囲を示す場合には、特に明示した場合を除き、A以上B以下を示すものとする。 In the following embodiments, when a range is indicated as A to B, it indicates A or more and B or less, unless otherwise specified.
(実施の形態1)
<軌道変位予測システム及び軌道変位予測方法>
初めに、実施の形態1の軌道変位予測システム及び軌道変位予測方法について説明する。本実施の形態1の軌道変位予測システムは、軌道の長さ方向に沿って配置された複数の区間を含む軌道における複数の区間の各々での軌道変位を予測する軌道変位予測システムであり、本実施の形態1の軌道変位予測方法は、軌道の長さ方向に沿って配置された複数の区間を含む軌道における複数の区間の各々での軌道変位を予測する軌道変位予測方法であり、本実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法である。
(Embodiment 1)
<Track irregularity prediction system and track irregularity prediction method>
First, a track irregularity prediction system and a track irregularity prediction method according to Embodiment 1 will be described. The track irregularity prediction system of Embodiment 1 is a track irregularity prediction system that predicts track irregularity in each of a plurality of sections of a track that includes a plurality of sections arranged along the length direction of the track. The track irregularity prediction method of Embodiment 1 is a track irregularity prediction method for predicting track irregularity in each of a plurality of sections of a track including a plurality of sections arranged along the length direction of the track. It is a track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of form 1.
図1は、実施の形態1の軌道変位予測システムの構成を示すブロック図である。図2は、実施の形態1の軌道変位予測方法の一部のステップを示すフロー図である。図3は、実施の形態1の軌道変位予測方法による1回目の軌道変位の測定を説明するための図である。図4は、実施の形態1の軌道変位予測方法による2回目の軌道変位の測定を説明するための図である。図5は、実施の形態1の軌道変位予測方法による回帰式の算出を説明するための図である。図6は、実施の形態1の軌道変位予測方法による補正係数の算出を説明するための図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a track irregularity prediction system according to Embodiment 1. FIG. FIG. 2 is a flowchart showing some steps of the track irregularity prediction method according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram for explaining the first measurement of track irregularity by the track irregularity prediction method of the first embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining the second track irregularity measurement by the track irregularity prediction method of the first embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining calculation of a regression equation by the track irregularity prediction method of the first embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining calculation of a correction coefficient by the track irregularity prediction method according to the first embodiment.
図1に示すように、本実施の形態1の軌道変位予測システム10は、第1算出部11と、第2算出部12と、第3算出部13と、第4算出部14と、第5算出部15と、第6算出部16と、第7算出部17と、第8算出部18と、第9算出部19と、第10算出部20と、を有する。第1算出部11乃至第10算出部20により、算出部21が構成されている。また、本実施の形態1の軌道変位予測システムは、軌道変位を測定する測定部22と、算出部21及び測定部22の動作を制御する制御部23と、を有してもよい。第1算出部11乃至第10算出部20即ち算出部21、及び、制御部23として、例えば各算出部に一定の動作をさせるためのプログラムを実行するコンピュータを用いることができる。
As shown in FIG. 1, the track
測定部22は、例えば軌道検測車に設けられており、軌道検測車が軌道を走行する際に、軌道の変位である軌道変位を測定する。また、前述したように、軌道変位として、レールの上下方向の変位である高低変位と、レールの幅方向(左右方向)の変位である通り変位と、左右両側のレール同士の間隔の設定値からの差分である軌間変位と、左右両側のレール同士の高さの差の設定値からの差分である水準変位と、一定距離を隔てた2点間の水準の差である平面性変位と、を例示することができる。測定部22として、例示した各種の軌道変位を適切に測定可能な各種の測定装置を用いることができる。
The measuring
本実施の形態1の軌道変位予測方法では、まず、第1算出部11(図1参照)は、図3に示すように、軌道RAの長さ方向に沿って配置された複数の区間SCを含む軌道RAにおける複数の区間SCの各々で、軌道RAの長さ方向に沿って互いに異なる複数の測定位置MPで軌道変位TRを測定部22(図1参照)により測定し、複数の測定位置MPの各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位TRの測定値のばらつきを表す指標IN1を算出する(図2のステップS11)。 In the track irregularity prediction method of Embodiment 1, first, as shown in FIG. In each of a plurality of sections SC in the track RA, the track displacement TR is measured by the measuring unit 22 (see FIG. 1) at a plurality of measurement positions MP different from each other along the length direction of the track RA. An index IN1 representing the dispersion of the measured values of the track displacement TR measured at each of the above is calculated (step S11 in FIG. 2).
好適には、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差又は最大値を用いることができるが、以下では、標準偏差を用いる場合を例示して説明する。このような場合、図2に示すように、ステップS11では、1回目の軌道変位TRの標準偏差を算出することになる。なお、本願明細書では、1回目の軌道変位TRとは、1回目の測定の軌道変位TRを意味し、2回目以降についても同様である。 Preferably, the index IN1 can be the standard deviation or the maximum value of the measured values of the track irregularities TR, but the case where the standard deviation is used will be described below as an example. In such a case, as shown in FIG. 2, in step S11, the standard deviation of the first track displacement TR is calculated. In the specification of the present application, the first track displacement TR means the track displacement TR of the first measurement, and the same applies to the second and subsequent measurements.
ステップS11にて1回目の軌道変位TRの測定を行って得られる測定値を、図3に示す。図3では、一例として、5つの区間SCを、区間SC1、区間SC2、区間SC3、区間SC4及び区間SC5と表示している。また、図3では、1回目の軌道変位TRを軌道変位TR1として実線で表示している。 FIG. 3 shows the measured values obtained by measuring the track displacement TR for the first time in step S11. In FIG. 3, five sections SC are displayed as section SC1, section SC2, section SC3, section SC4, and section SC5 as an example. Further, in FIG. 3, the first track displacement TR is indicated by a solid line as the track displacement TR1.
指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図3に示すように、指標IN1の算出値CV1として、複数の区間SCの各々における複数の測定位置MPの各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差σ1の算出値を用いることができる。そして、指標IN1の算出値CV1を、1回目の軌道変位TRの標準偏差とし、1回目の軌道変位TRとみなすことができる。 When using the standard deviation of the measured values of track irregularities TR as the index IN1, as shown in FIG. 3, as the calculated value CV1 of the index IN1, A calculated value of the standard deviation σ 1 of a plurality of measured values of track displacement TR can be used. Then, the calculated value CV1 of the index IN1 is used as the standard deviation of the first track displacement TR, and can be regarded as the first track displacement TR.
なお、以下では、何回目の軌道変位TRの測定かを規定せずに一般化した軌道変位TRの標準偏差を、標準偏差σと定義する。 In addition, below, the standard deviation of the track irregularity TR generalized without specifying how many times the track irregularity TR is measured is defined as the standard deviation σ.
本実施の形態1の軌道変位予測方法では、ステップS11にて第1算出部11が測定部22により軌道変位TRを測定した後、第2算出部12(図1参照)は、図4に示すように、複数の区間SCの各々で、複数の測定位置MPで軌道変位TRを測定部22により再度測定し、指標IN1を再度算出する(図2のステップS12)。
In the track irregularity prediction method of the first embodiment, after the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図2に示すように、ステップS12では、2回目の軌道変位TRの標準偏差を算出することになる。また、1回目の軌道変位TRの測定の後、予め定められた期間経過後、2回目の軌道変位TRの測定を行うことになるが、通常は、1回目の軌道変位TRの測定の後、例えば数か月乃至1年の期間経過後、2回目の軌道変位TRを測定することができる。 As described above, when the standard deviation of a plurality of measured values of track irregularity TR is used as the index IN1, the standard deviation of the second track irregularity TR is calculated in step S12 as shown in FIG. . After the first measurement of the track displacement TR, the second measurement of the track displacement TR is performed after a predetermined period of time has passed. For example, after a period of several months to a year, a second track displacement TR can be measured.
図4でも、図3と同様に、一例として、5つの区間SCを、区間SC1、区間SC2、区間SC3、区間SC4及び区間SC5と表示している。また、図4では、理解を簡単にするために、2回目の軌道変位TRを軌道変位TR2として実線で表示し、1回目の測定の軌道変位TRを軌道変位TR1として破線で表示している。 In FIG. 4, as in FIG. 3, five sections SC are indicated as section SC1, section SC2, section SC3, section SC4 and section SC5 as an example. In FIG. 4, for the sake of easy understanding, the track displacement TR of the second measurement is indicated by a solid line as the track displacement TR2, and the track displacement TR of the first measurement is indicated by a broken line as the track displacement TR1.
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図4に示すように、指標IN1の算出値CV2として、複数の区間SCの各々における複数の測定位置MPの各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差σ2の算出値を用いることができる。そして、指標IN1の算出値CV2を、2回目の軌道変位TRの標準偏差とし、2回目の軌道変位TRとみなすことができる。 As described above, when the standard deviation of a plurality of measured values of track irregularity TR is used as index IN1, as shown in FIG. A calculated value of the standard deviation σ 2 of a plurality of measured values of track displacement TR measured by each MP can be used. Then, the calculated value CV2 of the index IN1 is used as the standard deviation of the second track displacement TR, and can be regarded as the second track displacement TR.
本実施の形態1の軌道変位予測方法では、次に、第3算出部13(図1参照)は、図4に示すように、複数の区間SCの各々で、ステップS11にて第1算出部11により算出された指標IN1の算出値CV1と、ステップS12にて第2算出部12により算出された指標IN1の算出値CV2と、に基づいて、ステップS11にて第1算出部11が測定部22により軌道変位TRを測定した以後であって且つステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定する以前の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN2を算出する(図2のステップS13)。
In the track irregularity prediction method of the first embodiment, next, as shown in FIG. 4, the third calculator 13 (see FIG. 1) performs the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図2に示すように、ステップS13では、1、2回目の標準偏差の差分を算出することになる。また、指標IN2の算出値CV3として、1、2回目の標準偏差の差分Δσ12の算出値を用いることができる。即ち、指標IN2として、指標IN1の算出値CV1に対する指標IN1の算出値CV2の差分を用いることができる。また、1、2回目の標準偏差の差分Δσ12は、下記式(数1)により算出される。 As described above, when the standard deviation of a plurality of track displacement TR measurements is used as the index IN1, in step S13, the difference between the first and second standard deviations is calculated as shown in FIG. . Further, as the calculated value CV3 of the index IN2, the calculated value of the difference Δσ12 between the first and second standard deviations can be used. That is, the difference between the calculated value CV2 of the index IN1 and the calculated value CV1 of the index IN1 can be used as the index IN2. Also, the difference Δσ 12 between the first and second standard deviations is calculated by the following formula (Equation 1).
なお、以下では、何回目の軌道変位TRの測定かを規定せずに一般化した連続2回の軌道変位TRの測定の間の標準偏差の差分を、標準偏差の差分Δσと定義する。 In the following description, the standard deviation difference between two consecutive measurements of the track displacement TR is defined as the standard deviation difference Δσ, which is generalized without specifying the number of measurements of the track displacement TR.
本実施の形態1の軌道変位予測方法では、次に、第4算出部14(図1参照)は、図5に示すように、ステップS11にて第1算出部11により複数の区間SCの各々でそれぞれ算出された複数の指標IN1の算出値CV1(標準偏差σ1)と、ステップS12にて第2算出部12により複数の区間SCの各々でそれぞれ算出された複数の指標IN2の算出値CV3(標準偏差の差分Δσ12)と、に基づいて、指標IN1と指標IN2との関係を示す回帰式RE1を算出する(図2のステップS14)。なお、図5は、横軸を軌道変位TRの標準偏差σとし、縦軸を標準偏差の差分Δσとしたグラフを模式的に示す。
In the track irregularity prediction method of the first embodiment, next, as shown in FIG. 5, the fourth calculator 14 (see FIG. 1) causes the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図2に示すように、ステップS14では、標準偏差σ1と標準偏差の差分Δσ12とから回帰式RE1を算出することになる。 As described above, when the standard deviation of a plurality of measured track irregularities TR is used as the index IN1 , as shown in FIG. RE1 will be calculated.
図5に示すように、横軸を軌道変位TRの標準偏差σとし、縦軸を標準偏差の差分Δσとしたグラフに、複数の区間SCの各々でそれぞれ算出された指標IN1の算出値CV1(標準偏差σ1)と指標IN2の算出値CV3(標準偏差の差分Δσ12)との組データをプロットする。そして、下記式(数2)又は下記式(数2)の一例としての下記式(数3)により表される回帰式RE1を用いた回帰計算を行って、例えば相関係数が最大になるようなa及びbの値を決定する。このような方法により、回帰式RE1を算出することができる。 As shown in FIG. 5, a graph in which the horizontal axis is the standard deviation σ of the track irregularity TR and the vertical axis is the difference Δσ in the standard deviation shows the calculated values CV1 ( Plot the set data of the standard deviation σ 1 ) and the calculated value CV3 of the index IN2 (the standard deviation difference Δσ 12 ). Then, a regression calculation is performed using the regression formula RE1 represented by the following formula (Formula 2) or the following formula (Formula 3) as an example of the following formula (Formula 2), for example, so that the correlation coefficient is maximized. Determine the appropriate values of a and b. With such a method, the regression equation RE1 can be calculated.
本実施の形態1の軌道変位予測方法では、次に、第5算出部15(図1参照)は、図6に示すように、複数の区間SCの各々で、ステップS11にて第1算出部11により算出された指標IN1の算出値CV1(標準偏差σ1)と、回帰式RE1と、に基づいて、指標IN2の予測値PV1を算出し、算出された指標IN2の予測値PV1と、指標IN2の算出値CV3と、の関係を示す補正係数CF1を算出する(図2のステップS15)。なお、図6は、図5と同様に、横軸を軌道変位TRの標準偏差σとし、縦軸を標準偏差の差分Δσとしたグラフを模式的に示す。 In the track irregularity prediction method of the first embodiment, next, as shown in FIG. 6, the fifth calculator 15 (see FIG. 1) calculates the first calculator 11 and the regression equation RE1, the predicted value PV1 of the index IN2 is calculated, and the calculated predicted value PV1 of the index IN2 and the index A correction coefficient CF1 indicating the relationship between the calculated value CV3 of IN2 is calculated (step S15 in FIG. 2). As in FIG. 5, FIG. 6 schematically shows a graph in which the horizontal axis represents the standard deviation σ of the track displacement TR and the vertical axis represents the difference Δσ between the standard deviations.
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図2に示すように、ステップS15では、第5算出部15は、標準偏差の差分Δσ12の補正係数CF1を算出することになる。 As described above, when the standard deviation of a plurality of measured values of track irregularity TR is used as index IN1 , in step S15, as shown in FIG. A coefficient CF1 is calculated.
好適には、第5算出部15は、図6に示すように、ステップS15では、複数の区間SCの各々で、回帰式RE1に指標IN1として算出値CV1を代入することにより、指標IN2の予測値PV1を算出する。また、好適には、第5算出部15は、図6に示すように、ステップS15では、複数の区間SCの各々で、算出された指標IN2の予測値PV1に対する指標IN2の算出値CV3の比率である補正係数CF1を算出する。また、補正係数CF1を補正係数γ1として表すことにすると、補正係数γ1は、下記式(数4)により表される。
Preferably, as shown in FIG. 6, in step S15, the
ここで、上記式(数4)の等式の右辺の分子は、指標IN2の算出値CV3(標準偏差の差分Δσ12)を表し、上記式(数4)の等式の右辺の分母は、指標IN2の予測値PV1を表す。 Here, the numerator on the right side of the above equation (Equation 4) represents the calculated value CV3 of the index IN2 (the difference in standard deviation Δσ 12 ), and the denominator on the right side of the above equation (Equation 4) is: It represents the predicted value PV1 of the index IN2.
また、回帰式RE1が上記式(数3)により表される場合、指標IN2の算出値CV3(標準偏差の差分Δσ12)は、下記式(数5)により表される補正式CE1を満たすことになる。なお、図6では、回帰式RE1を実線で表示し、補正式CE1を破線で表示している。 Further, when the regression formula RE1 is represented by the above formula (Equation 3), the calculated value CV3 (the difference in standard deviation Δσ 12 ) of the index IN2 must satisfy the correction formula CE1 represented by the following formula (Equation 5). become. In FIG. 6, the regression equation RE1 is indicated by a solid line, and the correction equation CE1 is indicated by a broken line.
本実施の形態1では、ステップS15では、補正係数を、基本モデル(回帰式)による軌道変位の予測値と実際の軌道変位の測定値から算出する。図6に示すように、本実施の形態1では、計算方法の一例として、実際の軌道変位の測定値を、基本モデルによる軌道変位の予測値で除することにより、補正係数を算出する方法を示している。このような方法により、補正係数を容易に計算することができる。 In the first embodiment, in step S15, a correction coefficient is calculated from a predicted value of track irregularity based on a basic model (regression formula) and an actual measured value of track irregularity. As shown in FIG. 6, in the first embodiment, as an example of a calculation method, a correction coefficient is calculated by dividing an actual measured value of track irregularity by a predicted value of track irregularity based on the basic model. showing. Such a method makes it possible to easily calculate the correction factor.
即ち、本実施の形態1では、ステップS11乃至ステップS15では、ある程度長い区間において軌道変位の予測のための基本モデルを構築して、短い区間ごとに基本モデルで予測した軌道変位に対して補正係数γ1を乗じる。基本モデルは、例えば、初期の軌道変位の標準偏差または輪重から軌道変位の標準偏差の進みを計算するものである。図3及び図4に示すように、軌道変位の測定値から入力値である初期の軌道変位及び軌道変位の進みを計算し、図5に示すように、軌道変位の測定値のプロットから回帰分析等で近似曲線を推定して基本モデルを構築する。 That is, in the first embodiment, in steps S11 to S15, a basic model for predicting track irregularity is constructed in a relatively long section, and a correction coefficient is applied to the track irregularity predicted by the basic model for each short section. Multiply by γ1. The basic model, for example, calculates the progress of the standard deviation of the track irregularity from the initial standard deviation of the track irregularity or the wheel load. As shown in FIGS. 3 and 4, the initial track irregularity and progress of track irregularity, which are input values, are calculated from the measured track irregularities, and as shown in FIG. etc. to estimate the approximated curve and construct the basic model.
本実施の形態1の軌道変位予測方法では、次に、第6算出部16(図1参照)は、図6に示すように、複数の区間SCの各々で、ステップS12にて第2算出部12により算出された指標IN1の算出値CV2と、回帰式RE1と、ステップS15にて第5算出部15により算出された補正係数CF1の算出値CV4と、に基づいて、ステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定した以後の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN3の予測値PV2を算出する(図2のステップS16)。
In the track irregularity prediction method of the first embodiment, next, as shown in FIG. 6, the sixth calculator 16 (see FIG. 1) performs the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図2に示すように、ステップS16では、第6算出部16は、2、3回目の標準偏差の差分を予測することになる。また、指標IN3の予測値PV2を、2、3回目の標準偏差の差分の予測値Δσ2 *として表すことにすると、指標IN3の予測値PV2は、下記式(数6)により表される。 As described above, when the standard deviation of a plurality of measured values of track irregularity TR is used as index IN1, as shown in FIG. Predict the difference. Further, if the predicted value PV2 of the index IN3 is expressed as the predicted value Δσ 2 * of the difference between the second and third standard deviations, the predicted value PV2 of the index IN3 is expressed by the following equation (Equation 6).
ここで、上記式(数6)の等式の右辺のうち左側の因子を、指標IN2の予測値PV3とすると、指標IN2の予測値PV3は、回帰式RE1に指標IN1として算出値CV2(標準偏差σ2)を代入することにより、算出される。即ち、好適には、第6算出部16は、ステップS16では、複数の区間SCの各々で、回帰式RE1に指標IN1として算出値CV2を代入することにより、指標IN2の予測値PV3を算出し、算出された指標IN2の予測値PV3に補正係数CF1を乗ずることにより、指標IN3の予測値PV2を算出することになる。このような方法により、指標IN3の予測値PV2を容易に算出することができる。
Here, assuming that the factor on the left side of the right side of the above equation (Formula 6) is the predicted value PV3 of the index IN2, the predicted value PV3 of the index IN2 is added to the regression equation RE1 as the index IN1 to calculate the calculated value CV2 (standard It is calculated by substituting the deviation σ 2 ). That is, preferably, in step S16, the
従来の軌道変位の予測方法では、過去に取得された軌道変位の履歴データが十分に蓄積されている場合に、蓄積されたデータに基づく軌道変位の予測を行っていた。しかしながら、軌道変位の履歴データが十分に蓄積されていない場合、又は、軌道変位の履歴データが十分に蓄積されていても軌道構造、車両若しくは運転等の条件が変化した場合には、高精度で軌道変位を予測することが困難であった。 In the conventional track irregularity prediction method, when sufficient history data of track irregularity acquired in the past is accumulated, the track irregularity is predicted based on the accumulated data. However, if sufficient track irregularity history data is not accumulated, or if track irregularity history data is sufficiently accumulated but conditions such as track structure, rolling stock, or driving conditions change, high-accuracy It was difficult to predict track irregularity.
また、従来の軌道保守計画の作成のための方法では、シミュレーションにより加速度又は車両の揺れを予測し、軌道保守計画に用いている。この際に、軌道変位(路面の凹凸量)を、設計値と実測値との比較により補正する必要があった。 Further, in the conventional method for creating a track maintenance plan, simulation is used to predict acceleration or rolling stock, and the prediction is used in the track maintenance plan. At this time, it was necessary to correct the track irregularity (the amount of unevenness of the road surface) by comparing the design value and the actual measurement value.
一方、本実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、1回目に測定された軌道変位TRのばらつきを表す指標IN1の算出値CV1と、2回目に測定された軌道変位TRのばらつきを表す指標IN1の算出値CV2と、に基づいて、2回目の測定以前の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN2を算出し、指標IN1と指標IN2との関係を示す回帰式RE1を算出する。また、本実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、回帰式RE1に基づいて算出された指標IN2の予測値PV1と、指標IN2の算出値CV3との関係を示す補正係数CF1の算出値CV4に基づいて、2回目の測定以後の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN3を予測する。 On the other hand, in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of Embodiment 1, the calculated value CV1 of the index IN1 representing the dispersion of the track irregularity TR measured the first time and the track irregularity measured the second time An index IN2 representing the degree of change in track displacement TR before the second measurement is calculated based on a calculated value CV2 of the index IN1 representing the variation in TR, and a regression formula showing the relationship between the index IN1 and the index IN2. Calculate RE1. Further, in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of Embodiment 1, correction indicating the relationship between the predicted value PV1 of the index IN2 calculated based on the regression equation RE1 and the calculated value CV3 of the index IN2 Based on the calculated value CV4 of the coefficient CF1, an index IN3 representing the degree of change in the track displacement TR after the second measurement is predicted.
軌道変位の履歴データが少ない場合でも、ある程度長い区間の軌道変位について、数回分の測定データが得られている場合には、その区間内での軌道変位の変化の傾向を確認することは可能である。従って、本実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、まずある程度長い区間内での軌道変位の変化の傾向を予測するための基本モデル(回帰式)を構築し、区間内の軌道変位の変化を大まかに予測する。次に、さらに短い区間に区切って、短い区間ごとに異なる補正係数を設定し、基本モデルによる計算結果の補正を行う。基本モデルは、例えば、初期の軌道変位の標準偏差又は輪重から軌道変位の標準偏差の進みを計算するものである。 Even if there is little track irregularity history data, it is possible to check the trend of track irregularity changes within a certain long section if several measurements of track irregularity have been obtained. be. Therefore, in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of Embodiment 1, first, a basic model (regression formula) for predicting the trend of track irregularity change within a relatively long section is constructed. roughly predict the change in track irregularity in Next, the model is divided into shorter sections, and a different correction coefficient is set for each shorter section to correct the calculation result using the basic model. The basic model calculates, for example, the initial standard deviation of track irregularity or the progress of the standard deviation of track irregularity from the wheel load.
そのため、本実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、過去2回の測定で測定された軌道変位の測定値があれば足り、それ以上多数回の測定を行う必要がない。従って、軌道変位の履歴データが少なく、十分でない場合でも、将来の軌道変位を高精度で予測することができる。また、軌道変位の履歴データが十分に蓄積されていても軌道構造、車両又は運転等の条件が変化した場合には、高精度で軌道変位を予測することが困難であったが、本実施の形態1によれば、このような場合でも、将来の軌道変位を高精度で予測することができる。なお、本実施の形態1では、初期の軌道変位の標準偏差から軌道変位の標準偏差の進みを計算するが、実施の形態2では、初期の輪重から軌道変位の標準偏差の進みを計算する。 Therefore, in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of the first embodiment, it is sufficient to have the measured values of the track irregularity measured in the past two measurements, and it is not necessary to perform measurements many more times. do not have. Therefore, even if the history data of the track irregularity is small and insufficient, the future track irregularity can be predicted with high accuracy. In addition, even if a sufficient amount of track irregularity history data has been accumulated, it is difficult to predict track irregularity with high accuracy when conditions such as track structure, rolling stock, or driving conditions change. According to Mode 1, even in such a case, future track irregularity can be predicted with high accuracy. In the first embodiment, the advance of the standard deviation of the track irregularity is calculated from the initial standard deviation of the track irregularity, but in the second embodiment, the advance of the standard deviation of the irregular track is calculated from the initial wheel load. .
また、本実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、軌道変位の測定結果から将来の軌道変位を予測するモデルを作成し、過去2回分の軌道変位の測定値と、作成されたモデルによる1回分の軌道変位の予測値と、を比較することにより、更にその後の軌道変位の予測値の補正を行う。そのため、シミュレーションを行うことなく、将来の軌道変位を高精度で予測することができる。 Further, in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of the first embodiment, a model for predicting future track irregularity is created from the track irregularity measurement results, and the past two track irregularity measurements, By comparing the predicted value of the track irregularity for one time by the created model, the predicted value of the subsequent track irregularity is further corrected. Therefore, it is possible to predict future track irregularity with high accuracy without performing a simulation.
また、本実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法によれば、算出した軌道変位の予測値から軌道の保守周期の予測値を算出することにより、ライフサイクルコストの計算をすることも可能である。 Further, according to the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of the first embodiment, the life cycle cost can be calculated by calculating the predicted value of the track maintenance cycle from the calculated predicted value of the track irregularity. It is also possible to
また、本実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、補正係数を、短い区間ごとの特徴、又は、軌道変位の変化の傾向、に応じて設定することができる。 Further, in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of the first embodiment, the correction coefficient can be set according to the characteristics of each short section or the trend of track irregularity change.
また、本実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、補正係数を、軌道変位の測定データが追加される度に更新することができる。以下、補正係数の更新について説明する。 Further, in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of Embodiment 1, the correction coefficient can be updated each time measurement data of track irregularity is added. The updating of the correction coefficients will be described below.
図7は、実施の形態1の軌道変位予測方法による3回目の軌道変位の測定を説明するための図である。図8は、実施の形態1の軌道変位予測方法による補正係数の算出を説明するための図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining the third measurement of track irregularity by the track irregularity prediction method of the first embodiment. FIG. 8 is a diagram for explaining calculation of a correction coefficient by the track irregularity prediction method according to the first embodiment.
好適には、ステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定した後、第7算出部17(図1参照)は、図7に示すように、複数の区間SCの各々で、複数の測定位置MPで軌道変位TRを測定部22により再度測定し、指標IN1を再度算出する(図2のステップS17)。
Preferably, after the
指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図2に示すように、ステップS17では、3回目の軌道変位TRの標準偏差を算出することになる。また、2回目の軌道変位TRの測定の後、予め定められた期間経過後、3回目の軌道変位TRの測定を行うことになるが、例えば、1回目の軌道変位TRの測定の後、2回目の軌道変位TRの測定を行うまでの期間と等しい期間経過後、3回目の軌道変位TRの測定を行うことができる。 When the standard deviation of a plurality of measured values of track displacement TR is used as index IN1, as shown in FIG. 2, in step S17, the standard deviation of track displacement TR for the third time is calculated. Further, after the second measurement of the track displacement TR, the third measurement of the track displacement TR is performed after a predetermined period of time has passed. After the elapse of a period equal to the period until the measurement of the track displacement TR for the third time, the measurement of the track displacement TR can be performed for the third time.
図7でも、図3と同様に、一例として、5つの区間SCを、区間SC1、区間SC2、区間SC3、区間SC4及び区間SC5と表示している。また、図7では、理解を簡単にするために、3回目の軌道変位TRを軌道変位TR3として実線で表示し、2回目の軌道変位TRを軌道変位TR2として破線で表示している。 In FIG. 7, as in FIG. 3, as an example, the five sections SC are indicated as section SC1, section SC2, section SC3, section SC4 and section SC5. Also, in FIG. 7, for ease of understanding, the third track displacement TR is indicated by a solid line as a track displacement TR3, and the second track displacement TR is indicated by a broken line as a track displacement TR2.
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図7に示すように、指標IN1の算出値CV5として、複数の区間SCの各々における複数の測定位置MPの各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差σ3の算出値を用いることができる。そして、指標IN1の算出値CV5を、3回目の軌道変位TRの標準偏差とし、3回目の軌道変位TRとみなすことができる。 As described above, when the standard deviation of a plurality of measured values of track irregularity TR is used as index IN1, as shown in FIG. A calculated value of the standard deviation σ3 of a plurality of measured values of the track displacement TR measured by each of the MPs can be used. Then, the calculated value CV5 of the index IN1 is used as the standard deviation of the third track displacement TR, and can be regarded as the third track displacement TR.
本実施の形態1の軌道変位予測方法では、次に、第8算出部18(図1参照)は、図7に示すように、複数の区間SCの各々で、ステップS12にて第2算出部12により算出された指標IN1の算出値CV2と、ステップS17にて第7算出部17により算出された指標IN1の算出値CV5と、に基づいて、ステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定した以後であって且つステップS17にて第7算出部17が測定部22により軌道変位TRを測定する以前の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN4を算出する(図2のステップS18)。
In the track irregularity prediction method of Embodiment 1, next, as shown in FIG. 12, and the calculated value CV5 of the index IN1 calculated by the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図2に示すように、ステップS18では、2、3回目の標準偏差の差分を算出することになる。また、指標IN4の算出値CV6として、2、3回目の標準偏差の差分Δσ23の算出値を用いることができる。また、2、3回目の標準偏差の差分Δσ23は、下記式(数7)により算出される。 As described above, when the standard deviation of a plurality of measured values of track irregularity TR is used as the index IN1, as shown in FIG. . As the calculated value CV6 of the index IN4, the calculated value of the difference Δσ23 between the second and third standard deviations can be used. Also, the difference Δσ 23 between the second and third standard deviations is calculated by the following equation (Equation 7).
本実施の形態1の軌道変位予測方法では、次に、第9算出部19(図1参照)は、図8に示すように、複数の区間SCの各々で、指標IN2の予測値PV3と、ステップS18にて第8算出部18により算出された指標IN4の算出値CV6と、補正係数CF1と、の関係を示す補正係数CF2を算出する(図2のステップS19)。なお、図8は、図5と同様に、横軸を軌道変位TRの標準偏差σとし、縦軸を標準偏差の差分Δσとしたグラフを模式的に示す。
In the track irregularity prediction method of the first embodiment, next, as shown in FIG. 8, the ninth calculator 19 (see FIG. 1) calculates the predicted value PV3 of the index IN2 in each of the plurality of sections SC, A correction coefficient CF2 indicating the relationship between the calculated value CV6 of the index IN4 calculated by the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図2に示すように、ステップS19では、第9算出部19は、標準偏差の差分Δσ23の補正係数CF2を算出することになる。 As described above, when the standard deviation of the measured values of track irregularities TR is used as the index IN1 , as shown in FIG. A coefficient CF2 is calculated.
好適には、第9算出部19は、図8に示すように、ステップS19では、複数の区間SCの各々で、指標IN2の予測値PV3と補正係数CF1との積に対する、指標IN4の算出値CV6の比率である、補正係数CF2を算出する。また、補正係数CF2を補正係数γ2として表すことにすると、補正係数γ2は、下記式(数8)により表される。
Preferably, as shown in FIG. 8, in step S19, the
ここで、上記式(数8)の等式の右辺の分子は、指標IN2の算出値CV6(標準偏差の差分Δσ23)を表し、上記式(数8)の等式の右辺の分母のうち左側の因子は、指標IN2の予測値PV3を表し、回帰式RE1に指標IN1として算出値CV2(標準偏差σ2)を代入することにより、算出される。 Here, the numerator on the right side of the above equation (Equation 8) represents the calculated value CV6 (difference of standard deviation Δσ 23 ) of the index IN2, and the denominator on the right side of the above equation (Equation 8) is The factor on the left represents the predicted value PV3 of the index IN2 and is calculated by substituting the calculated value CV2 (standard deviation σ 2 ) as the index IN1 into the regression equation RE1.
また、回帰式RE1が上記式(数3)により表される場合、指標IN4の算出値CV6(標準偏差の差分Δσ23)は、下記式(数9)により表される補正式CE2を満たすことになる。なお、図8では、回帰式RE1を実線で表示し、補正式CE1及び補正式CE2を破線で表示している。 Further, when the regression equation RE1 is represented by the above equation (Equation 3), the calculated value CV6 of the index IN4 (difference Δσ 23 in standard deviation) must satisfy the correction equation CE2 represented by the following equation (Equation 9). become. In FIG. 8, the regression equation RE1 is indicated by a solid line, and the correction equations CE1 and CE2 are indicated by broken lines.
このような場合、ステップS18では、補正係数を、軌道変位の測定データが追加される度に更新することができる。 In such a case, in step S18, the correction coefficient can be updated each time track irregularity measurement data is added.
本実施の形態1の軌道変位予測方法では、次に、第10算出部20(図1参照)は、図8に示すように、複数の区間SCの各々で、ステップS17にて第7算出部17により算出された指標IN1の算出値CV5と、回帰式RE1と、ステップS15にて第5算出部15により算出された補正係数CF1の算出値CV4と、ステップS19にて第9算出部19により算出された補正係数CF2の算出値CV7と、に基づいて、ステップS17にて第7算出部17が測定部22により軌道変位TRを測定した以後の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN5の予測値PV4を算出する(図2のステップS20)。
In the track irregularity prediction method of Embodiment 1, next, as shown in FIG. 17, the regression equation RE1, the calculated value CV4 of the correction coefficient CF1 calculated by the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図2に示すように、ステップS20では、第10算出部20は、3、4回目の標準偏差の差分を予測することになる。また、指標IN5の予測値PV4を、3、4回目の標準偏差の差分の予測値Δσ3 *として表すことにすると、指標IN5の予測値PV4は、下記式(数10)により表される。 As described above, when the standard deviation of a plurality of measured values of track irregularity TR is used as index IN1, in step S20, as shown in FIG. Predict the difference. Further, if the predicted value PV4 of the index IN5 is expressed as the predicted value Δσ 3 * of the difference between the third and fourth standard deviations, the predicted value PV4 of the index IN5 is expressed by the following equation (Equation 10).
ここで、上記式(数10)の等式の右辺のうち最も左側の因子は、回帰式RE1に指標IN1として算出値CV5(標準偏差σ3)を代入することにより、算出される。 Here, the leftmost factor of the right side of the above equation (Equation 10) is calculated by substituting the calculated value CV5 (standard deviation σ 3 ) as the index IN1 into the regression equation RE1.
ステップS17乃至ステップS20を行うことにより、軌道変位のデータが追加で得られるたびに、軌道変位の予測値及び測定値も追加で得られるため、補正係数が更新される。軌道変位のデータの取得と補正係数の更新を繰り返し、より高精度で軌道変位の予測が可能となる。 By performing steps S17 to S20, each time additional track irregularity data is obtained, additional predicted and measured track irregularity values are obtained, and thus the correction coefficient is updated. Repeated acquisition of track irregularity data and updating of correction coefficients makes it possible to predict track irregularity with higher accuracy.
なお、ステップS17乃至ステップS20を繰り返すことができる。即ち、軌道変位の測定を、3回目と同様に、4回目、5回目・・・i回目(iは2以上の自然数)と繰り返すことができる。そして、i回目の軌道変位の測定を行った後、i回目、i+1回目の標準偏差の差分を予測する場合には、i回目、i+1回目の標準偏差の差分の予測値Δσi *は、下記式(数11)により表される。 Note that steps S17 to S20 can be repeated. That is, the measurement of the track irregularity can be repeated in the same manner as the third time, the fourth time, the fifth time, and so on (i is a natural number of 2 or more). Then, after the i-th measurement of the track irregularity, when predicting the i-th and i+1-th standard deviation difference, the predicted value Δσ i * of the i-th and i+1-th standard deviation difference is given below. It is represented by the formula (Equation 11).
ここで、上記式(数11)の等式の右辺のうち左側の因子は、i回目の軌道変位TRの測定を行った以後であって且つi+1回目の軌道変位TRの測定を行う以前の軌道変位TRの変化の程度を表す指標の予測値を表す。また、上記式(数11)の等式の右辺のうち右側の因子は、補正係数を表し、下記式(数12)により表される。 Here, the factor on the left side of the right side of the above equation (Equation 11) is the track deviation after the i-th measurement of the track displacement TR and before the i+1-th measurement of the track displacement TR. It represents a predicted value of an index representing the degree of change in the displacement TR. Further, the factor on the right side of the right side of the equation (Equation 11) above represents a correction coefficient and is expressed by the following equation (Equation 12).
このようにして、軌道変位の測定を、4回目、5回目と繰り返すことができ、3回目と同様に補正係数を更新することができ、3回目と同様に予測値の補正を行うことができる。 In this way, the track irregularity measurement can be repeated four times and five times, the correction coefficient can be updated in the same manner as in the third measurement, and the predicted value can be corrected in the same manner as in the third measurement. .
ステップS17乃至ステップS20を繰り返すことにより、軌道変位のデータの取得と補正係数の更新を繰り返し、より高精度で軌道変位の予測が可能となる。更に、補正係数の変化を追跡することにより、補正係数が急激に大きくなっている区間については、軌道変位が急進している区間であるとして抽出することも可能である。 By repeating steps S17 to S20, acquisition of track irregularity data and updating of correction coefficients are repeated, and it becomes possible to predict track irregularity with higher accuracy. Furthermore, by tracking changes in the correction coefficient, it is possible to extract sections in which the correction coefficient increases rapidly as sections in which the track irregularity rapidly increases.
また、本実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、軌道構造、車両又は運転等の条件が変化した場合には、例えば回帰式RE1を算出し直すことにより、基本モデルを条件の変化に応じて変更し、補正係数についてはそのまま適用する。そして、条件の変化に対応して将来の軌道変位が軌道変位の推移に与える影響や効果を予測することで、軌道構造の改良、車両の更新、速度向上等の施策の検討を行うことも可能である。また、条件が変化した場合でも将来の軌道変位の変化を算出できるため、施策を実施した場合としない場合のライフサイクルコストの変化を比較することで、施策の評価を行うことができる。そのため、軌道構造、車両又は運転等の条件の変化にも対応可能な将来の軌道変位を予測する軌道変位予測方法及び軌道変位予測システムを実現することができる。 Further, in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of Embodiment 1, when conditions such as the track structure, vehicle or driving change, the basic model are changed according to changes in conditions, and the correction coefficients are applied as they are. By predicting the effects and effects of future track irregularities on changes in track irregularities in response to changes in conditions, it is also possible to consider measures such as improving track structures, renewing rolling stock, and increasing speed. is. In addition, since changes in track irregularity in the future can be calculated even when conditions change, it is possible to evaluate measures by comparing changes in life cycle costs when measures are implemented and when they are not implemented. Therefore, it is possible to realize a track irregularity prediction method and a track irregularity prediction system for predicting future track irregularities that can cope with changes in conditions such as track structures, vehicles, and driving conditions.
<軌道変位予測システム及び軌道変位予測方法の変形例>
次に、実施の形態1の軌道変位予測システム及び軌道変位予測方法の変形例について説明する。本変形例の軌道変位予測方法は、補正係数CF1が、算出された指標IN2の予測値PV1に対する指標IN2の算出値CV3の比率であることに代えて、算出された指標IN2の予測値PV1に対する指標IN2の算出値CV3の差分である点で、実施の形態1の軌道変位予測方法と異なる。
<Modified Example of Track Irregularity Prediction System and Track Irregularity Prediction Method>
Next, modified examples of the track irregularity prediction system and track irregularity prediction method of Embodiment 1 will be described. In the track irregularity prediction method of this modification, instead of the correction coefficient CF1 being the ratio of the calculated value CV3 of the index IN2 to the calculated predicted value PV1 of the index IN2, It differs from the track irregularity prediction method of the first embodiment in that it is the difference between the calculated values CV3 of the index IN2.
図9は、実施の形態1の変形例の軌道変位予測方法による補正係数の算出を説明するための図である。なお、図9は、図5と同様に、横軸を軌道変位TRの標準偏差σとし、縦軸を標準偏差の差分Δσとしたグラフを模式的に示す。 FIG. 9 is a diagram for explaining calculation of a correction coefficient by a track irregularity prediction method according to a modification of the first embodiment. As in FIG. 5, FIG. 9 schematically shows a graph in which the horizontal axis represents the standard deviation σ of the track displacement TR and the vertical axis represents the difference Δσ between the standard deviations.
本変形例の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、実施の形態1と同様にステップS11乃至ステップS14を行った後、ステップS15では、第5算出部15は、図9に示すように、複数の区間SCの各々で、指標IN1の算出値CV1(標準偏差σ1)と、回帰式RE1と、に基づいて、指標IN2の予測値PV1を算出し、算出された指標IN2の予測値PV1と、指標IN2の算出値CV3と、の関係を示す補正係数CF1を算出する。好適には、ステップS15では、第5算出部15は、複数の区間SCの各々で、回帰式RE1に指標IN1として算出値CV1を代入することにより、指標IN2の予測値PV1を算出する。
In the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of this modified example, steps S11 to S14 are performed in the same manner as in the first embodiment, and then, in step S15, the
しかし、本変形例では、ステップS15では、実施の形態1と異なり、第5算出部15は、図9に示すように、算出された指標IN2の予測値PV1に対する指標IN2の算出値CV3の差分である補正係数CF1を算出する。また、補正係数CF1を補正係数γ1として表すことにすると、補正係数γ1は、下記式(数13)により表される。
However, in this modification, in step S15, unlike in the first embodiment, the
ここで、上記式(数13)の等式の右辺のうち左側の項は、指標IN2の算出値CV3(標準偏差の差分Δσ12)を表し、上記式(数13)の等式の右辺のうち右側の項は、指標IN2の予測値PV1を表す。 Here, the term on the left side of the right side of the above equation (Equation 13) represents the calculated value CV3 (difference Δσ 12 of the standard deviation) of the index IN2, and the term on the right side of the above equation (Equation 13) is The term on the right side represents the predicted value PV1 of the index IN2.
また、回帰式RE1が上記式(数3)により表される場合、指標IN2の算出値CV3(標準偏差の差分Δσ12)は、下記式(数14)により表される補正式CE3を満たすことになる。なお、図9では、回帰式RE1を実線で表示し、補正式CE3を破線で表示している。 Further, when the regression equation RE1 is represented by the above equation (Equation 3), the calculated value CV3 (difference Δσ 12 of the standard deviation) of the index IN2 must satisfy the correction equation CE3 represented by the following equation (Equation 14). become. In FIG. 9, the regression equation RE1 is indicated by a solid line, and the correction equation CE3 is indicated by a broken line.
本変形例でも、実施の形態1と同様に、ステップS15では、補正係数を、基本モデルによる軌道変位の予測値と実際の軌道変位の測定値から算出する。しかし、図9に補正係数の計算方法を示すように、本変形例では、計算方法の一例として、実施の形態1と異なり、実際の軌道変位の測定値を、基本モデルによる軌道変位の予測値と実際の軌道変位の測定値との差分により算出する方法を示している。 In this modified example, as in the first embodiment, in step S15, the correction coefficient is calculated from the predicted value of the track irregularity based on the basic model and the actual measured value of the irregular track. However, as shown in FIG. 9 for the calculation method of the correction coefficient, in this modified example, as an example of the calculation method, unlike the first embodiment, the actual track irregularity measured value is used as the track irregularity predicted value by the basic model. and the difference between the measured values of actual track irregularity.
本変形例の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、ステップS16では、実施の形態1と同様に、第6算出部16は、図9に示すように、複数の区間SCの各々で、ステップS12にて第2算出部12により算出された指標IN1の算出値CV2と、回帰式RE1と、ステップS15にて第5算出部15により算出された補正係数CF1の算出値CV4と、に基づいて、ステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定した以後の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN3の予測値PV2を算出する。
In the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of this modified example, in step S16, as in the first embodiment, the
本変形例でも、ステップS16では、実施の形態1と同様に、第5算出部15は、2、3回目の標準偏差の差分を予測することになる。しかし、指標IN3の予測値PV2を、2、3回目の標準偏差の差分の予測値Δσ2
*として表すことにすると、本変形例では、ステップS16では、実施の形態1と異なり、指標IN3の予測値PV2は、下記式(数15)により表される。
Also in this modification, in step S16, the
ここで、上記式(数15)の等式の右辺のうち左側の項は、回帰式RE1に指標IN1として算出値CV2(標準偏差σ2)を代入することにより、算出される。 Here, the term on the left side of the right side of the above equation (Formula 15) is calculated by substituting the calculated value CV2 (standard deviation σ 2 ) as the index IN1 into the regression equation RE1.
本変形例の軌道変位予測方法は、補正係数CF1が、算出された指標IN2の予測値PV1に対する指標IN2の算出値CV3の比率であることに代えて、算出された指標IN2の予測値PV1に対する指標IN2の算出値CV3の差分である点以外は、実施の形態1と同様にすることができる。そのため、本変形例の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法でも、例えば、軌道変位の履歴データが少なく、十分でない場合でも、将来の軌道変位を高精度で予測できること等、実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法と同様の効果を有する。 In the track irregularity prediction method of this modification, instead of the correction coefficient CF1 being the ratio of the calculated value CV3 of the index IN2 to the calculated predicted value PV1 of the index IN2, It can be the same as the first embodiment except that it is the difference between the calculated values CV3 of the index IN2. Therefore, even in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of the present modification, for example, even if the track irregularity history data is small and not sufficient, future track irregularity can be predicted with high accuracy. It has the same effect as the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system.
(実施の形態2)
<軌道変位予測システム及び軌道変位予測方法>
次に、実施の形態2の軌道変位予測システム及び軌道変位予測方法について説明する。本実施の形態2の軌道変位予測方法は、複数の軌道変位TRの測定値のばらつきを表す指標IN1と、軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN2と、の関係を示す回帰式RE1に代えて、複数の区間SCの各々での輪重を表す指標と、軌道変位の変化の程度を表す指標IN2と、の関係を示す回帰式RE2を用いる点で、実施の形態1の軌道変位予測方法と異なる。
(Embodiment 2)
<Track irregularity prediction system and track irregularity prediction method>
Next, a track irregularity prediction system and a track irregularity prediction method according to Embodiment 2 will be described. In the track irregularity prediction method of the second embodiment, instead of the regression equation RE1 showing the relationship between the index IN1 representing the dispersion of the measured values of the track irregularity TR and the index IN2 representing the degree of change in the track irregularity TR, The track irregularity prediction method of the first embodiment uses the regression equation RE2 that indicates the relationship between the index that indicates the wheel load in each of the plurality of sections SC and the index IN2 that indicates the degree of change in the track irregularity. different from
図10は、実施の形態2の軌道変位予測方法による回帰式の算出を説明するための図である。図11及び図12は、実施の形態2の軌道変位予測方法による補正係数の算出を説明するための図である。 FIG. 10 is a diagram for explaining calculation of a regression equation by the track irregularity prediction method of the second embodiment. 11 and 12 are diagrams for explaining calculation of correction coefficients by the track irregularity prediction method of the second embodiment.
本実施の形態2の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法では、ステップS11では、実施の形態1と同様に、第1算出部11(図1参照)は、図3に示したように、複数の区間SCの各々で、軌道RAの長さ方向に沿って互いに異なる複数の測定位置MPで軌道変位TRを測定し、複数の測定位置MPの各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位TRの測定値に基づいて、複数の軌道変位TRの測定値のばらつきを表す指標IN1を算出する。好適には、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差又は最大値を用いることができるが、以下では、標準偏差を用いる場合を例示して説明する。 In the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of the second embodiment, in step S11, as in the first embodiment, the first calculator 11 (see FIG. 1) calculates the following as shown in FIG. , in each of the plurality of sections SC, the track displacement TR is measured at a plurality of different measurement positions MP along the length direction of the track RA, and the plurality of track displacements TR measured at each of the plurality of measurement positions MP , an index IN1 representing variations in the measured values of the track displacement TR is calculated. Preferably, the index IN1 can be the standard deviation or the maximum value of the measured values of the track irregularities TR, but the case where the standard deviation is used will be described below as an example.
一方、本実施の形態2では、ステップS11では、実施の形態1と異なり、第1算出部11は、複数の測定位置MPの各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位TRの測定値に基づいて、指標IN1に加えて、複数の区間SCの各々での輪重を表す指標として、複数の区間SCの各々での累積輪重WL1を算出する。
On the other hand, in the second embodiment, in step S11, unlike in the first embodiment, the
ここで、輪重を表す指標として累積輪重を用いる場合は、下記式(数16)乃至下記式(数21)に従って、軌道に作用する1車輪あたりの輪重を計算し、軌道上を通過する車輪の数を乗じて累積輪重を算出する。 Here, when the cumulative wheel load is used as an index representing the wheel load, the wheel load per wheel acting on the track is calculated according to the following formulas (Equation 16) to the following equation (Equation 21). Calculate the cumulative wheel load by multiplying the number of wheels
まず、累積輪重WL1を累積輪重Pとして表すことにすると、累積輪重Pは、車両の荷重による輪重Pst、高低変位による慣性力ΔPsp、レール凹凸による動的輪重ΔPunspを用いて、下記式(数16)により表される。 First, if the cumulative wheel load WL1 is expressed as the cumulative wheel load P, the cumulative wheel load P is the wheel load P st due to the load of the vehicle, the inertia force ΔP sp due to elevation displacement, and the dynamic wheel load ΔP unsp due to rail unevenness. is represented by the following formula (Equation 16).
ここで、高低変位による慣性力ΔPsp、及び、レール凹凸による動的輪重ΔPunspは、車両の荷重による輪重Pstに対して、軌道状態による輪重を表す。 Here, the inertial force ΔP sp due to elevation displacement and the dynamic wheel load ΔP unsp due to rail unevenness represent the wheel load due to the track condition with respect to the wheel load P st due to the vehicle load.
また、直線区間、曲線区間における内軌側、及び、曲線区間における外軌側についての車両の荷重による輪重Pstは、下記式(数17)、下記式(数18)、及び、下記式(数19)により表される。 Further, the wheel load Pst due to the load of the vehicle on the inner rail side in the straight section, the inner rail side in the curved section, and the outer rail side in the curved section is obtained by the following equation (Equation 17), the following equation (Equation 18), and the following equation (Equation 19).
また、高低変位による慣性力ΔPsp、及び、レール凹凸による動的輪重ΔPunspは、下記式(数20)、及び、下記式(数21)により表される。 Inertia force ΔP sp due to elevation displacement and dynamic wheel load ΔP unsp due to rail unevenness are expressed by the following equations (Equation 20) and the following equations (Equation 21).
上記式(数17)乃至上記式(数21)における変数は、下記に示すような変数である。
W0:車両が静止している時の軸重(kN)
HG
*:車両の有効重心高さ(m)
v:車両の走行速度(m/s)
V:車両の走行速度(km/h)
R:曲線半径(m)
C:カント(m)
G:軌間(m)
z:高低変位(mm)
α:継目の状態による係数
Variables in the above formulas (17) to (21) are variables as shown below.
W 0 : Axle load (kN) when the vehicle is stationary
HG * : Vehicle effective center of gravity height (m)
v: Traveling speed of vehicle (m/s)
V: Running speed of vehicle (km/h)
R: curve radius (m)
C: Cant (m)
G: Gauge (m)
z: vertical displacement (mm)
α: Coefficient depending on the state of the seam
上記式(数16)に示すように、累積輪重WL1(累積輪重P)は、高低変位による慣性力ΔPspに依存し、上記式(数20)に示すように、高低変位による慣性力ΔPspは、高低変位zに依存し、高低変位zは、指標IN1(標準偏差σ1)に依存する。そのため、ステップS11にて第1算出部11が測定部22により軌道変位TRを測定して得られる累積輪重WL1(累積輪重P)を累積輪重P1とすると、累積輪重WL1(累積輪重P1)は、指標IN1の算出値CV1(標準偏差σ1)に依存する。
As shown in the above equation (Equation 16), the cumulative wheel load WL1 (cumulative wheel load P) depends on the inertia force ΔP sp due to the elevation displacement, and as shown in the above equation (Equation 20), the inertia force due to the elevation displacement ΔP sp depends on the elevation displacement z, and the elevation displacement z depends on the index IN1 (standard deviation σ 1 ). Therefore, if the cumulative wheel load WL1 (cumulative wheel load P) obtained by the first
本実施の形態2では、ステップS11にて第1算出部11が測定部22により軌道変位TRを測定した後、ステップS12では、第2算出部12(図1参照)は、実施の形態1と同様に、図4に示すように、複数の区間SCの各々で、複数の測定位置MPで軌道変位TRを測定部22により再度測定し、指標IN1を再度算出する。
In the second embodiment, after the
一方、本実施の形態2では、ステップS12では、実施の形態1と異なり、第2算出部12は、指標IN1に加えて、複数の区間SCの各々での輪重を表す指標として、複数の区間SCの各々での累積輪重WL1を再度算出する。ステップS12における累積輪重WL1の算出は、ステップS11における累積輪重WL1の算出と同様にすることができる。そのため、ステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定して得られる累積輪重WL1(累積輪重P)を累積輪重P2とすると、累積輪重WL1(累積輪重P2)は、指標IN1の算出値CV2(標準偏差σ2)に依存する。
On the other hand, in the second embodiment, in step S12, unlike the first embodiment, in addition to the index IN1, the
本実施の形態2では、次に、ステップS13では、実施の形態1と同様に、第3算出部13(図1参照)は、ステップS11にて第1算出部11により算出された指標IN1の算出値CV1と、ステップS12にて第2算出部12により算出された指標IN1の算出値CV2と、に基づいて、ステップS11にて第1算出部11が測定部22により軌道変位TRを測定した以後であって且つステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定する以前の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN2を算出する。本実施の形態2でも、実施の形態1と同様に、指標IN2として、指標IN1の算出値CV1に対する指標IN1の算出値CV2の差分を用いることができる。
In the second embodiment, next, in step S13, as in the first embodiment, the third calculator 13 (see FIG. 1) calculates the index IN1 calculated by the
本実施の形態2では、次に、ステップS14では、実施の形態1と異なり、第4算出部14(図1参照)は、図10に示すように、ステップS11にて第1算出部11により複数の区間SCの各々でそれぞれ算出された複数の輪重を表す指標としての累積輪重WL1の輪重算出値CL1と、ステップS13にて第3算出部13により複数の区間SCの各々でそれぞれ算出された複数の指標IN2の算出値CV3と、に基づいて、累積輪重WL1と指標IN2との関係を示す回帰式RE2を算出する。なお、図10は、横軸を累積輪重Pとし、縦軸を標準偏差の差分Δσとしたグラフを模式的に示す。
In the second embodiment, next, in step S14, unlike in the first embodiment, the fourth calculator 14 (see FIG. 1) uses the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、図10に示すように、ステップS14では、累積輪重WL1(累積輪重P1)と標準偏差の差分Δσ12とから回帰式RE2を算出することになる。 As described above, when the standard deviation of a plurality of measured values of track displacement TR is used as index IN1, as shown in FIG. A regression equation RE2 is calculated from the difference Δσ12 .
図10に示すように、横軸を累積輪重Pとし、縦軸を標準偏差の差分Δσとしたグラフに、複数の区間SCの各々でそれぞれ算出された累積輪重WL1の輪重算出値CL1(累積輪重P1)と指標IN2の算出値CV3(標準偏差の差分Δσ12)との組データをプロットする。そして、下記式(数22)又は下記式(数22)の一例としての下記式(数23)により表される回帰式RE2を用いた回帰計算を行って、例えば相関係数が最大になるようなc及びdの値を決定する。このような方法により、回帰式RE2を算出することができる。 As shown in FIG. 10, a graph with the cumulative wheel load P on the horizontal axis and the difference Δσ in the standard deviation on the vertical axis shows the wheel load calculated value CL1 of the cumulative wheel load WL1 calculated in each of the plurality of sections SC. A set of data of (cumulative wheel load P 1 ) and calculated value CV3 of index IN2 (difference Δσ 12 of standard deviation) is plotted. Then, a regression calculation is performed using the regression equation RE2 represented by the following formula (Formula 22) or the following formula (Formula 23) as an example of the following formula (Formula 22). Determine the appropriate values of c and d. With such a method, the regression equation RE2 can be calculated.
本実施の形態2では、次に、ステップS15では、実施の形態1と異なり、第5算出部15(図1参照)は、図11に示すように、複数の区間SCの各々で、累積輪重WL1の輪重算出値CL1(累積輪重P1)と、回帰式RE2と、に基づいて、指標IN2の予測値PV1を算出し、算出された指標IN2の予測値PV1と、指標IN2の算出値CV3と、の関係を示す補正係数CF1を算出する。なお、図11は、図10と同様に、横軸を累積輪重Pとし、縦軸を標準偏差の差分Δσとしたグラフを模式的に示す。 In the second embodiment, next, in step S15, unlike in the first embodiment, the fifth calculation unit 15 (see FIG. 1), as shown in FIG. Based on the wheel load calculation value CL1 (cumulative wheel load P 1 ) of the weight WL1 and the regression equation RE2, the predicted value PV1 of the index IN2 is calculated, and the calculated predicted value PV1 of the index IN2 and the calculated value of the index IN2 are calculated. A correction coefficient CF1 indicating the relationship between the calculated value CV3 and the calculated value CV3 is calculated. Note that FIG. 11 schematically shows a graph in which the horizontal axis is the cumulative wheel load P and the vertical axis is the difference Δσ of the standard deviations, as in FIG. 10 .
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、ステップS15では、第5算出部15は、標準偏差の差分Δσ12の補正係数CF1を算出することになる。
As described above, when the standard deviation of the measured values of the track irregularities TR is used as the index IN1, in step S15, the
好適には、第5算出部15は、図11に示すように、ステップS15では、複数の区間SCの各々で、回帰式RE2に累積輪重WL1として輪重算出値CL1を代入することにより、指標IN2の予測値PV1を算出する。また、好適には、第5算出部15は、図11に示すように、ステップS15では、複数の区間SCの各々で、算出された指標IN2の予測値PV1に対する指標IN2の算出値CV3の比率である補正係数CF1を算出する。また、補正係数CF1を補正係数γ1として表すことにすると、補正係数γ1は、実施の形態1と同様に、上記式(数4)により表される。
Preferably, as shown in FIG. 11, in step S15, the
また、回帰式RE2が上記式(数23)により表される場合、指標IN2の算出値CV3(標準偏差の差分Δσ12)は、下記式(数24)により表される補正式CE4を満たすことになる。なお、図11では、回帰式RE2を実線で表示し、補正式CE4を破線で表示している。 Further, when the regression equation RE2 is represented by the above equation (Equation 23), the calculated value CV3 (the standard deviation difference Δσ 12 ) of the index IN2 must satisfy the correction equation CE4 represented by the following equation (Equation 24). become. In FIG. 11, the regression equation RE2 is indicated by a solid line, and the correction equation CE4 is indicated by a broken line.
本実施の形態2では、次に、ステップS16では、実施の形態1と異なり、第6算出部16は、図11に示すように、複数の区間SCの各々で、ステップS12にて第2算出部12により算出された累積輪重WL1の輪重算出値CL2と、回帰式RE2と、ステップS15にて第5算出部15により算出された補正係数CF1の算出値CV4と、に基づいて、ステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定した以後の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN3の予測値PV2を算出する。
In the second embodiment, next, in step S16, unlike in the first embodiment, the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、ステップS16では、第6算出部16は、2、3回目の標準偏差の差分を予測することになる。また、指標IN3の予測値PV2を、2、3回目の標準偏差の差分の予測値Δσ2
*として表すことにすると、指標IN3の予測値PV2は、上記式(数6)により表される。また、好適には、第6算出部16は、ステップS16では、複数の区間SCの各々で、回帰式RE2に累積輪重WL1として輪重算出値CL2を代入することにより、指標IN2の予測値PV3を算出し、算出された指標IN2の予測値PV3に補正係数CF1を乗ずることにより、指標IN3の予測値PV2を算出することになる。
As described above, when the standard deviation of a plurality of measured values of track irregularity TR is used as the index IN1, in step S16, the
本実施の形態2の軌道変位予測方法は、複数の軌道変位TRの測定値のばらつきを表す指標IN1と、軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN2と、の関係を示す回帰式RE1に代えて、複数の区間SCの各々での輪重を表す指標と、軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN2と、の関係を示す回帰式RE2を用いる点以外は、実施の形態1と同様にすることができる。そのため、本実施の形態2の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法でも、例えば、軌道変位の履歴データが少なく、十分でない場合でも、将来の軌道変位を高精度で予測できること等、実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法と同様の効果を有する。 In the track irregularity prediction method of the second embodiment, instead of the regression equation RE1 showing the relationship between the index IN1 representing the dispersion of the measured values of the track irregularity TR and the index IN2 representing the degree of change in the track irregularity TR, is the same as in Embodiment 1, except that a regression equation RE2 indicating the relationship between an index representing the wheel load in each of the plurality of sections SC and an index IN2 representing the degree of change in the track displacement TR is used. can do. Therefore, even in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of the second embodiment, for example, even if the history data of track irregularity is small and insufficient, future track irregularity can be predicted with high accuracy. It has the same effect as the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of form 1.
また、本実施の形態2では、複数の軌道変位TRの測定値のばらつきを表す指標IN1と、軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN2と、の関係を示す回帰式RE1に代えて、複数の区間SCの各々での輪重を表す指標と、軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN2と、の関係を示す回帰式RE2を用いる点以外は、実施の形態1と同様に、ステップS17乃至ステップS20を行うことができる。 Further, in the second embodiment, instead of the regression equation RE1 indicating the relationship between the index IN1 representing the dispersion of the measured values of the track irregularity TR and the index IN2 representing the degree of change in the track irregularity TR, a plurality of Step S17 to step S20 can be performed.
即ち、本実施の形態2では、ステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定した後、ステップS17では、第7算出部17(図1参照)は、実施の形態1と異なり、複数の区間SCの各々で、複数の測定位置MPで軌道変位TRを再度測定し、指標IN1と累積輪重WL1とを再度算出する。
That is, in the second embodiment, after the
また、本実施の形態2では、次に、ステップS18では、第8算出部18(図1参照)は、図7に示したように、実施の形態1と同様に、複数の区間SCの各々で、ステップS12にて第2算出部12により算出された指標IN1の算出値CV2と、ステップS17にて第7算出部17により算出された指標IN1の算出値CV5と、に基づいて、ステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定した以後であって且つステップS17にて第7算出部17が測定部22により軌道変位TRを測定する以前の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN4を算出する。
Further, in the second embodiment, next, in step S18, the eighth calculator 18 (see FIG. 1), as shown in FIG. 7, similarly to the first embodiment, Then, based on the calculated value CV2 of the index IN1 calculated by the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、ステップS18では、2、3回目の標準偏差の差分を算出することになる。また、指標IN4の算出値CV6として、2、3回目の標準偏差の差分Δσ23の算出値を用いることができる。また、2、3回目の標準偏差の差分Δσ23は、上記式(数7)により算出される。 As described above, when the standard deviation of a plurality of measured values of track displacement TR is used as index IN1, the difference between the second and third standard deviations is calculated in step S18. As the calculated value CV6 of the index IN4, the calculated value of the difference Δσ23 between the second and third standard deviations can be used. Also, the difference Δσ 23 between the second and third standard deviations is calculated by the above equation (Equation 7).
また、本実施の形態2では、次に、ステップS19では、第9算出部19(図1参照)は、図12に示すように、実施の形態1と同様に、複数の区間SCの各々で、指標IN2の予測値PV3と、ステップS18にて第8算出部18により算出された指標IN4の算出値CV6と、補正係数CF1と、の関係を示す補正係数CF2を算出する。なお、図12は、図10と同様に、横軸を累積輪重Pとし、縦軸を標準偏差の差分Δσとしたグラフを模式的に示す。
Further, in the second embodiment, next, in step S19, the ninth calculator 19 (see FIG. 1), as shown in FIG. , the predicted value PV3 of the index IN2, the calculated value CV6 of the index IN4 calculated by the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、ステップS19では、第9算出部19は、標準偏差の差分Δσ23の補正係数CF2を算出することになる。
As described above, when the standard deviation of the measured values of the track irregularities TR is used as the index IN1, in step S19, the
好適には、第9算出部19は、図12に示すように、ステップS19では、複数の区間SCの各々で、指標IN2の予測値PV3と補正係数CF1との積に対する、指標IN4の算出値CV6の比率である、補正係数CF2を算出する。また、補正係数CF2を補正係数γ2として表すことにすると、補正係数γ2は、上記式(数8)により表される。
Preferably, as shown in FIG. 12, in step S19, the
また、回帰式RE2が上記式(数23)により表される場合、指標IN2の算出値CV6(標準偏差の差分Δσ23)は、下記式(数25)により表される補正式CE5を満たすことになる。なお、図12では、回帰式RE2を実線で表示し、補正式CE4及び補正式CE5を破線で表示している。 Further, when the regression equation RE2 is represented by the above equation (Equation 23), the calculated value CV6 of the index IN2 (the difference Δσ 23 in the standard deviation) must satisfy the correction equation CE5 represented by the following equation (Equation 25). become. In FIG. 12, the regression equation RE2 is indicated by a solid line, and the correction equations CE4 and CE5 are indicated by broken lines.
但し、ステップS19では、実施の形態1と異なり、回帰式RE2に、累積輪重WL1として、ステップS12にて第2算出部12により算出された累積輪重WL1の輪重算出値CL2(累積輪重P2)を代入することにより、指標IN2の予測値PV3を算出する。
However, in step S19, unlike in the first embodiment, the cumulative wheel load WL1 is added to the regression equation RE2 as the wheel load calculated value CL2 of the cumulative wheel load WL1 calculated by the
また、本実施の形態2では、次に、ステップS20では、第10算出部20は、実施の形態1と異なり、複数の区間SCの各々で、ステップS17にて第7算出部17により算出された累積輪重WL1の輪重算出値CL3(累積輪重P3)と、回帰式RE2と、ステップS15にて第5算出部15により算出された補正係数CF1の算出値CV4と、ステップS19にて第9算出部19により算出された補正係数CF2の算出値CV7と、に基づいて、ステップS17にて第7算出部17が測定部22により軌道変位TRを測定した以後の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN5の予測値PV4を算出する。
Further, in the second embodiment, next, in step S20, the
前述したように、指標IN1として、複数の軌道変位TRの測定値の標準偏差を用いる場合、ステップS20では、第10算出部20は、3、4回目の標準偏差の差分を予測することになる。また、指標IN5の予測値PV4を、3、4回目の標準偏差の差分の予測値Δσ3
*として表すことにすると、指標IN5の予測値PV4は、上記式(数10)により表される。
As described above, when the standard deviation of a plurality of track irregularity TR measurements is used as the index IN1, in step S20, the
ステップS17乃至ステップS20を繰り返すことにより、軌道変位のデータの取得と補正係数の更新を繰り返し、より高精度で軌道変位の予測が可能となる。そのため、本実施の形態2の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法でも、実施の形態1の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法と同様に、軌道構造、車両又は運転等の条件の変化にも対応可能な将来の軌道変位を予測する軌道変位予測方法及び軌道変位予測システムを実現することができる。 By repeating steps S17 to S20, acquisition of track irregularity data and updating of correction coefficients are repeated, and it becomes possible to predict track irregularity with higher accuracy. Therefore, in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of the second embodiment as well as the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of the first embodiment, conditions such as track structure, vehicle or driving conditions It is possible to realize a track irregularity prediction method and a track irregularity prediction system for predicting future track irregularity that can also cope with changes in .
なお、輪重を表す指標の算出方法として、複数の区間SCの各々で同一の算出方法を用いることができればよいので、輪重を表す指標として、累積輪重に限定されるものではなく、累積輪重の算出方法以外の各種の算出方法により算出された輪重を用いることができる。また、以下の変形例において説明するように、輪重を表す指標に代えて、レール圧力を表す指標を用いることもできる。 As for the calculation method of the index representing the wheel load, it is sufficient if the same calculation method can be used for each of the plurality of sections SC. A wheel load calculated by various calculation methods other than the wheel load calculation method can be used. Further, as described in the following modified example, an index representing rail pressure can be used instead of an index representing wheel load.
<軌道変位予測システム及び軌道変位予測方法の変形例>
前述したように、実施の形態2の軌道変位予測システム及び軌道変位予測方法の変形例として、輪重を表す指標に代えて、レール圧力を表す指標を用いる場合について説明する。なお、輪重を表す指標に代えて、レール圧力を表す指標を用いること以外については、本変形例の軌道変位予測システム及び軌道変位予測方法は、実施の形態2の軌道変位予測システム及び軌道変位予測方法と同様にすることができるので、その詳細な説明及び図示を省略する。
<Modified Example of Track Irregularity Prediction System and Track Irregularity Prediction Method>
As described above, as a modification of the track irregularity prediction system and track irregularity prediction method of the second embodiment, a case where an index representing rail pressure is used instead of an index representing wheel load will be described. The track irregularity prediction system and track irregularity prediction method of the second embodiment are identical to the track irregularity prediction system and track irregularity prediction method of the second embodiment except that the index representing the rail pressure is used instead of the index representing the wheel load. Since it can be the same as the prediction method, its detailed description and illustration are omitted.
本変形例では、ステップS11では、実施の形態2と同様に、第1算出部11(図1参照)は、図3に示したように、複数の区間SCの各々で、軌道RAの長さ方向に沿って互いに異なる複数の測定位置MPで軌道変位TRを測定し、複数の測定位置MPの各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位TRの測定値に基づいて、複数の軌道変位TRの測定値のばらつきを表す指標IN1を算出する。 In this modification, in step S11, as in the second embodiment, the first calculator 11 (see FIG. 1) calculates the length of the track RA in each of the plurality of sections SC as shown in FIG. Track displacement TR is measured at a plurality of measurement positions MP that are different from each other along the direction, and a plurality of track displacement TR measurements are performed based on the plurality of track displacement TR measurements measured at each of the plurality of measurement positions MP. An index IN1 representing variation in values is calculated.
一方、本変形例では、ステップS11では、実施の形態2と異なり、第1算出部11は、複数の測定位置MPの各々でそれぞれ測定された複数の軌道変位TRの測定値に基づいて、指標IN1に加えて、輪重を表す指標に代えて、複数の区間SCの各々でのレール圧力を表す指標として、複数の区間SCの各々でのレール圧力を算出する。また、輪重を表す指標に代えて、レール圧力を表す指標を用いる場合は、下記式(数26)乃至下記式(数31)に従って、レール圧力を算出する。
On the other hand, in this modification, in step S11, unlike in the second embodiment, the
まず、レール圧力をレール圧力Pr(kN)として表すことにすると、レール圧力Prは、前述した実施の形態2で説明した累積輪重P、まくらぎ敷設間隔α(m)、及び、連続弾性床上の梁モデルを用いて、下記(数26)により表される。 First, if the rail pressure is expressed as rail pressure P r (kN), the rail pressure P r is obtained from the cumulative wheel load P described in the second embodiment, the sleeper installation interval α (m), and the continuous Using the beam model on the elastic floor, it is represented by the following (Equation 26).
また、上記式(数26)における変数βは、下記式(数27)乃至下記(数30)を用いて表される。 Also, the variable β in the above equation (Equation 26) is expressed using the following equations (Equation 27) to (Equation 30).
上記式(数27)乃至上記式(数30)における変数は、下記に示すような変数である。
k:単位長さあたりのレール支持ばね係数(MN/m2)
EIx:レールの垂直曲げ剛さ(MN・m2)
DP:軌道パッドばね係数(=110MN/m)
DB:道床ばね係数(MN/m)
DS:路盤ばね係数(MN/m)
hB:道床厚(mm)
K30:路盤強度(MN/m3)
ST:まくらぎ底面積(m2)
Variables in the above formulas (27) to (30) are variables as shown below.
k: Rail support spring coefficient per unit length (MN/m 2 )
EI x : Vertical bending stiffness of rail (MN・m 2 )
D P : Track pad spring coefficient (=110 MN/m)
D B : Track bed spring coefficient (MN/m)
D S : roadbed spring coefficient (MN/m)
h B : Track bed thickness (mm)
K30 : roadbed strength ( MN/m3)
S T : Sleeper bottom area (m 2 )
また、まくらぎとして弾性まくらぎを用いた場合は、単位長さ当たりのレール支持ばね係数kに代えて、下記式(数31)により算出される単位長さあたりのレール支持ばね係数k´を用いる。 When elastic sleepers are used as sleepers, instead of the rail support spring coefficient k per unit length, the rail support spring coefficient k' per unit length calculated by the following formula (Equation 31) is used. use.
上記式(数31)における変数は、下記に示すような変数である。
DM:弾性材ばね係数(MN/m)
Variables in the above formula (Formula 31) are variables as shown below.
D M : Spring modulus of elastic material (MN/m)
上記式(数26)に示すように、レール圧力Prは、累積輪重Pに依存し、前述した実施の形態2で説明したように、累積輪重Pは、指標IN1の算出値CV1(標準偏差σ1)に依存する。そのため、ステップS11にて第1算出部11が測定部22により軌道変位TRを測定して得られるレール圧力Prをレール圧力Pr1とすると、レール圧力Pr1は、指標IN1の算出値CV1(標準偏差σ1)に依存する。 As shown in the above formula (Equation 26), the rail pressure Pr depends on the cumulative wheel load P. As described in the second embodiment, the cumulative wheel load P is the calculated value CV1 ( depends on the standard deviation σ 1 ). Therefore, if the rail pressure Pr obtained by the first calculation unit 11 measuring the track displacement TR by the measurement unit 22 in step S11 is defined as the rail pressure Pr1, the rail pressure Pr1 is the calculated value CV1 ( depends on the standard deviation σ 1 ).
本変形例では、ステップS11にて第1算出部11が測定部22により軌道変位TRを測定した後、ステップS12では、第2算出部12(図1参照)は、実施の形態2と同様に、図4に示すように、複数の区間SCの各々で、複数の測定位置MPで軌道変位TRを測定部22により再度測定し、指標IN1を再度算出する。
In this modification, after the
一方、本変形例では、ステップS12では、実施の形態2と異なり、第2算出部12は、指標IN1に加えて、輪重を表す指標に代えて、複数の区間SCの各々でのレール圧力を表す指標として、複数の区間SCの各々でのレール圧力Prを再度算出する。ステップS12におけるレール圧力Prの算出は、ステップS11におけるレール圧力Prの算出と同様にすることができる。そのため、ステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定して得られるレール圧力Prをレール圧力Pr2とすると、レール圧力Pr2は、指標IN1の算出値CV2(標準偏差σ2)に依存する。
On the other hand, in the present modification, in step S12, unlike the second embodiment, in addition to the index IN1, instead of the index representing the wheel load, the
本変形例では、次に、ステップS13では、実施の形態2と同様にして、第3算出部(図1参照)は、ステップS11にて第1算出部11が測定部22により軌道変位TRを測定した以後であって且つステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定する以前の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN2を算出する。
In this modification, next, in step S13, in the same manner as in the second embodiment, the third calculator (see FIG. 1) calculates the track displacement TR by the
本変形例では、次に、ステップS14では、輪重を表す指標に代えて、レール圧力を表す指標を用いる点以外は、実施の形態2と同様にすることができる。そして、ステップS14では、第4算出部14(図1参照)は、ステップS11にて第1算出部11により複数の区間SCの各々でそれぞれ算出された複数のレール圧力を表す指標としてのレール圧力Prの指標算出値(図10の輪重算出値CL1に相当)と、ステップS13にて第3算出部13により複数の区間SCの各々でそれぞれ算出された複数の指標IN2の算出値CV3と、に基づいて、レール圧力を表す指標と指標IN2との関係を示す回帰式RE2を算出する(図10参照)。
In this modification, next, in step S14, instead of using the index representing the wheel load, the index representing the rail pressure can be used in the same manner as in the second embodiment. Then, in step S14, the fourth calculator 14 (see FIG. 1) calculates the rail pressure as an index representing the plurality of rail pressures calculated in each of the plurality of sections SC by the
本変形例では、次に、ステップS15では、輪重を表す指標に代えて、レール圧力を表す指標を用いる点以外は、実施の形態2と同様にすることができる。そして、ステップS15では、第5算出部15(図1参照)は、複数の区間SCの各々で、レール圧力Prの指標算出値(図11の輪重算出値CL1に相当)と、回帰式RE2と、に基づいて、指標IN2の予測値PV1を算出し、算出された指標IN2の予測値PV1と、指標IN2の算出値CV3と、の関係を示す補正係数CF1を算出する(図11参照)。 In this modification, next, in step S15, instead of using the index representing the wheel load, the index representing the rail pressure can be used in the same manner as in the second embodiment. Then, in step S15, the fifth calculator 15 (see FIG. 1) calculates the index calculated value of the rail pressure Pr (corresponding to the wheel load calculated value CL1 in FIG. 11) and the regression equation A predicted value PV1 of the index IN2 is calculated based on RE2, and a correction coefficient CF1 indicating the relationship between the calculated predicted value PV1 of the index IN2 and the calculated value CV3 of the index IN2 is calculated (see FIG. 11). ).
本変形例では、次に、ステップS16では、輪重を表す指標に代えて、レール圧力を表す指標を用いる点以外は、実施の形態2と同様にすることができる。そして、ステップS16では、第6算出部16(図1参照)は、複数の区間SCの各々で、ステップS12にて第2算出部12により算出されたレール圧力Prの指標算出値(図11の輪重算出値CL2に相当)と、回帰式RE2と、ステップS15にて第5算出部15により算出された補正係数CF1の算出値CV4と、に基づいて、ステップS12にて第2算出部12が測定部22により軌道変位TRを測定した以後の軌道変位TRの変化の程度を表す指標IN3の予測値PV2を算出する(図11参照)。
In this modification, next, in step S16, instead of using the index representing the wheel load, the index representing the rail pressure can be used in the same manner as in the second embodiment. Then, in step S16, the sixth calculator 16 (see FIG. 1) calculates the index calculated value of the rail pressure Pr calculated by the
本変形例の軌道変位予測方法は、輪重を表す指標に代えて、レール圧力を表す指標を用いる点以外は、実施の形態2と同様にすることができる。そのため、本変形例の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法でも、例えば、軌道変位の履歴データが少なく、十分でない場合でも、将来の軌道変位を高精度で予測できること等、実施の形態2の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法と同様の効果を有する。 The track irregularity prediction method of this modification can be the same as that of the second embodiment, except that the index representing the rail pressure is used instead of the index representing the wheel load. Therefore, even in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of this modified example, even if the history data of track irregularity is small and insufficient, future track irregularity can be predicted with high accuracy. It has the same effect as the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system.
本変形例では、その後、輪重を表す指標に代えて、レール圧力を表す指標を用いる点以外は、実施の形態2と同様に、ステップS17乃至ステップS20を行うことができる(図12参照)。 In this modification, steps S17 to S20 can be performed in the same manner as in the second embodiment, except that the index representing the rail pressure is used instead of the index representing the wheel load (see FIG. 12). .
ステップS17乃至ステップS20を繰り返すことにより、軌道変位のデータの取得と補正係数の更新を繰り返し、より高精度で軌道変位の予測が可能となる。そのため、本変形例の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法でも、実施の形態2の軌道変位予測システムを用いた軌道変位予測方法と同様に、軌道構造、車両又は運転等の条件の変化にも対応可能な将来の軌道変位を予測する軌道変位予測方法及び軌道変位予測システムを実現することができる。 By repeating steps S17 to S20, acquisition of track irregularity data and updating of correction coefficients are repeated, and it becomes possible to predict track irregularity with higher accuracy. Therefore, even in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of this modified example, as in the track irregularity prediction method using the track irregularity prediction system of the second embodiment, changes in conditions such as track structure, vehicles, or driving conditions It is possible to realize a track irregularity prediction method and a track irregularity prediction system for predicting future track irregularity that can also cope with
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Needless to say.
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 Within the scope of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various modifications and modifications, and it is understood that these modifications and modifications also fall within the scope of the present invention.
例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 For example, a person skilled in the art may appropriately add, delete, or change the design of components, or add, omit, or change the conditions of the above-described embodiments. As long as it has the gist, it is included in the scope of the present invention.
本発明は、軌道変位を予測する軌道変位予測方法及び軌道変位予測システムに適用して有効である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is effective when applied to a track irregularity prediction method and a track irregularity prediction system for predicting track irregularity.
10 軌道変位予測システム
11 第1算出部
12 第2算出部
13 第3算出部
14 第4算出部
15 第5算出部
16 第6算出部
17 第7算出部
18 第8算出部
19 第9算出部
20 第10算出部
21 算出部
22 測定部
23 制御部
CE1~CE5 補正式
CF1、CF2 補正係数
CL1~CL3 輪重算出値
CV1~CV7 算出値
IN1~IN5 指標
MP 測定位置
PV1~PV4 予測値
RA 軌道
RE1、RE2 回帰式
SC、SC1~SC5 区間
TR、TR1~TR3 軌道変位
WL1 累積輪重
10 Track
Claims (13)
(a)前記複数の区間の各々で、前記長さ方向に沿って互いに異なる複数の測定位置で前記軌道変位を測定し、前記複数の測定位置の各々でそれぞれ測定された複数の前記軌道変位の測定値のばらつきを表す第1指標を算出するステップ、
(b)前記(a)ステップにて前記軌道変位を測定した後、前記複数の区間の各々で、前記複数の測定位置で前記軌道変位を再度測定し、前記第1指標を再度算出するステップ、
(c)前記複数の区間の各々で、前記(a)ステップにて算出された前記第1指標の第1算出値と、前記(b)ステップにて算出された前記第1指標の第2算出値と、に基づいて、前記(b)ステップにて前記軌道変位を測定する以前の前記軌道変位の変化の程度を表す第2指標を算出するステップ、
(d)前記複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の前記第1算出値と、前記(c)ステップにて前記複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の前記第2指標の第3算出値と、に基づいて、前記第1指標と前記第2指標との関係を示す回帰式を算出するステップ、
(e)前記複数の区間の各々で、前記第1算出値と、前記回帰式と、に基づいて、前記第2指標の第1予測値を算出し、算出された前記第1予測値と、前記第3算出値と、の関係を示す第1補正係数を算出するステップ、
(f)前記複数の区間の各々で、前記第2算出値と、前記回帰式と、前記(e)ステップにて算出された前記第1補正係数の第4算出値と、に基づいて、前記(b)ステップにて前記軌道変位を測定した以後の前記軌道変位の変化の程度を表す第3指標の第2予測値を算出するステップ、
を有する、軌道変位予測方法。 A track displacement prediction method for predicting track displacement in each of the plurality of sections of the track including the plurality of sections arranged along the length of the track,
(a) in each of the plurality of sections, measuring the track displacement at a plurality of different measurement positions along the length direction, and measuring the track displacement measured at each of the plurality of measurement positions; a step of calculating a first index representing variation in measured values;
(b) after measuring the track irregularity in step (a), re-measuring the track irregularity at the plurality of measurement positions in each of the plurality of sections, and re-calculating the first index;
(c) in each of the plurality of sections, a first calculated value of the first index calculated in step (a) and a second calculation of the first index calculated in step (b); calculating a second index representing the degree of change in the track irregularity before the track irregularity is measured in step (b), based on the value;
(d) the plurality of first calculated values respectively calculated in each of the plurality of sections, and the third of the plurality of second indices calculated in each of the plurality of sections in step (c); calculating a regression expression representing the relationship between the first index and the second index based on the calculated value;
(e) calculating a first predicted value of the second index based on the first calculated value and the regression equation in each of the plurality of intervals, and calculating the calculated first predicted value; a step of calculating a first correction coefficient indicating the relationship between the third calculated value and
(f) in each of the plurality of intervals, based on the second calculated value, the regression equation, and the fourth calculated value of the first correction coefficient calculated in step (e), (b) calculating a second predicted value of a third index representing the degree of change in the track irregularity after the track irregularity is measured in step;
A track irregularity prediction method.
前記(e)ステップでは、前記複数の区間の各々で、前記回帰式に前記第1指標として前記第1算出値を代入することにより、前記第1予測値を算出し、算出された前記第1予測値に対する前記第3算出値の比率である前記第1補正係数を算出する、軌道変位予測方法。 In the track irregularity prediction method according to claim 1,
In the step (e), in each of the plurality of intervals, the first predicted value is calculated by substituting the first calculated value as the first index into the regression equation, and the calculated first A track irregularity prediction method, wherein the first correction coefficient, which is a ratio of the third calculated value to the predicted value, is calculated.
前記(f)ステップでは、前記複数の区間の各々で、前記回帰式に前記第1指標として前記第2算出値を代入することにより、前記第2指標の第3予測値を算出し、算出された前記第3予測値に前記第1補正係数を乗ずることにより、前記第2予測値を算出する、軌道変位予測方法。 In the track irregularity prediction method according to claim 2,
In the step (f), in each of the plurality of intervals, by substituting the second calculated value as the first index into the regression equation, a third predicted value of the second index is calculated, and and calculating the second predicted value by multiplying the third predicted value obtained by multiplying the third predicted value by the first correction coefficient.
(g)前記(b)ステップにて前記軌道変位を測定した後、前記複数の区間の各々で、前記複数の測定位置で前記軌道変位を再度測定し、前記第1指標を再度算出するステップ、
(h)前記複数の区間の各々で、前記第2算出値と、前記(g)ステップにて算出された前記第1指標の第5算出値と、に基づいて、前記(g)ステップにて前記軌道変位を測定する以前の前記軌道変位の変化の程度を表す第4指標を算出するステップ、
(i)前記複数の区間の各々で、前記第3予測値と、前記(h)ステップにて算出された前記第4指標の第6算出値と、前記第1補正係数と、の関係を示す第2補正係数を算出するステップ、
(j)前記複数の区間の各々で、前記第5算出値と、前記回帰式と、前記第4算出値と、前記(i)ステップにて算出された前記第2補正係数の第7算出値と、に基づいて、前記(g)ステップにて前記軌道変位を測定した以後の前記軌道変位の変化の程度を表す第5指標の第4予測値を算出するステップ、
を有する、軌道変位予測方法。 In the track irregularity prediction method according to claim 3,
(g) after measuring the track irregularity in step (b), re-measuring the track irregularity at the plurality of measurement positions in each of the plurality of sections, and re-calculating the first index;
(h) in each of the plurality of sections, based on the second calculated value and the fifth calculated value of the first index calculated in step (g), in step (g) calculating a fourth index representing the degree of change in the track irregularity before measuring the track irregularity;
(i) showing the relationship between the third predicted value, the sixth calculated value of the fourth index calculated in step (h), and the first correction coefficient in each of the plurality of intervals; calculating a second correction factor;
(j) in each of the plurality of intervals, the fifth calculated value, the regression equation, the fourth calculated value, and the seventh calculated value of the second correction coefficient calculated in step (i); and calculating a fourth predicted value of a fifth index representing the degree of change in the track irregularity after the track irregularity is measured in step (g),
A track irregularity prediction method.
前記(i)ステップでは、前記複数の区間の各々で、前記第3予測値と前記第1補正係数との積に対する、前記第6算出値の比率である、前記第2補正係数を算出する、軌道変位予測方法。 In the track irregularity prediction method according to claim 4,
In step (i), in each of the plurality of intervals, calculating the second correction coefficient, which is the ratio of the sixth calculated value to the product of the third predicted value and the first correction coefficient; Track irregularity prediction method.
前記(e)ステップでは、前記複数の区間の各々で、前記回帰式に前記第1指標として前記第1算出値を代入することにより、前記第1予測値を算出し、算出された前記第1予測値に対する前記第3算出値の差分である前記第1補正係数を算出する、軌道変位予測方法。 In the track irregularity prediction method according to claim 1,
In the step (e), in each of the plurality of intervals, the first predicted value is calculated by substituting the first calculated value as the first index into the regression equation, and the calculated first A track irregularity prediction method, wherein the first correction coefficient, which is a difference between the third calculated value and the predicted value, is calculated.
(a)前記複数の区間の各々で、前記長さ方向に沿って互いに異なる複数の測定位置で前記軌道変位を測定し、前記複数の測定位置の各々でそれぞれ測定された複数の前記軌道変位の測定値に基づいて、前記複数の軌道変位の測定値のばらつきを表す第1指標と、前記複数の区間の各々での輪重又はレール圧力を表す第2指標と、を算出するステップ、
(b)前記(a)ステップにて前記軌道変位を測定した後、前記複数の区間の各々で、前記複数の測定位置で前記軌道変位を再度測定し、前記第1指標と前記第2指標とを再度算出するステップ、
(c)前記複数の区間の各々で、前記(a)ステップにて算出された前記第1指標の第1算出値と、前記(b)ステップにて算出された前記第1指標の第2算出値と、に基づいて、前記(b)ステップにて前記軌道変位を測定する以前の前記軌道変位の変化の程度を表す第3指標を算出するステップ、
(d)前記(a)ステップにて前記複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の前記第2指標の第1指標算出値と、前記(c)ステップにて前記複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の前記第3指標の第3算出値と、に基づいて、前記第2指標と前記第3指標との関係を示す回帰式を算出するステップ、
(e)前記複数の区間の各々で、前記第1指標算出値と、前記回帰式と、に基づいて、前記第3指標の第1予測値を算出し、算出された前記第1予測値と、前記第3算出値と、の関係を示す第1補正係数を算出するステップ、
(f)前記複数の区間の各々で、前記(b)ステップにて算出された前記第2指標の第2指標算出値と、前記回帰式と、前記(e)ステップにて算出された前記第1補正係数の第4算出値と、に基づいて、前記(b)ステップにて前記軌道変位を測定した以後の前記軌道変位の変化の程度を表す第4指標の第2予測値を算出するステップ、
を有する、軌道変位予測方法。 A track displacement prediction method for predicting track displacement in each of the plurality of sections of the track including the plurality of sections arranged along the length of the track,
(a) in each of the plurality of sections, measuring the track displacement at a plurality of different measurement positions along the length direction, and measuring the track displacement measured at each of the plurality of measurement positions; a step of calculating, based on the measured values, a first index representing variations in the measured values of the plurality of track irregularities and a second index representing the wheel load or rail pressure in each of the plurality of sections;
(b) after measuring the track irregularity in step (a), measure the track irregularity again at the plurality of measurement positions in each of the plurality of sections; recalculating the
(c) in each of the plurality of sections, the first calculated value of the first index calculated in step (a) and the second calculation of the first index calculated in step (b); a step of calculating a third index representing the degree of change in the track irregularity before the track irregularity is measured in step (b), based on the value;
(d) first index calculated values of the plurality of second indices calculated in each of the plurality of sections in step (a); and each of the plurality of sections in step (c); calculating a regression equation indicating the relationship between the second index and the third index based on the calculated third calculated values of the plurality of the third indices;
(e) in each of the plurality of intervals, calculating a first predicted value of the third index based on the calculated first index value and the regression equation; , the step of calculating a first correction coefficient indicating the relationship between the third calculated value and
(f) in each of the plurality of sections, the second index calculated value of the second index calculated in step (b), the regression equation, and the second index calculated in step (e); calculating a second predicted value of a fourth index representing the degree of change in the track irregularity after the track irregularity is measured in step (b), based on the fourth calculated value of the 1 correction coefficient; ,
A track irregularity prediction method.
前記複数の区間の各々で、前記長さ方向に沿って互いに異なる複数の測定位置で前記軌道変位を測定し、前記複数の測定位置の各々でそれぞれ測定された複数の前記軌道変位の測定値のばらつきを表す第1指標を算出する第1算出部と、
前記第1算出部により前記軌道変位が測定された後、前記複数の区間の各々で、前記複数の測定位置で前記軌道変位を再度測定し、前記第1指標を再度算出する第2算出部と、
前記複数の区間の各々で、前記第1算出部により算出された前記第1指標の第1算出値と、前記第2算出部により算出された前記第1指標の第2算出値と、に基づいて、前記第2算出部により前記軌道変位が測定される以前の前記軌道変位の変化の程度を表す第2指標を算出する第3算出部と、
前記複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の前記第1算出値と、前記第3算出部により前記複数の区間の各々でそれぞれ算出された複数の前記第2指標の第3算出値と、に基づいて、前記第1指標と前記第2指標との関係を示す回帰式を算出する第4算出部と、
前記複数の区間の各々で、前記第1算出値と、前記回帰式と、に基づいて、前記第2指標の第1予測値を算出し、算出された前記第1予測値と、前記第3算出値と、の関係を示す第1補正係数を算出する第5算出部と、
前記複数の区間の各々で、前記第2算出値と、前記回帰式と、前記第5算出部により算出された前記第1補正係数の第4算出値と、に基づいて、前記第2算出部により前記軌道変位が測定された以後の前記軌道変位の変化の程度を表す第3指標の第2予測値を算出する第6算出部と、
を有する、軌道変位予測システム。 A track displacement prediction system that predicts track displacement in each of the plurality of sections of the track including the plurality of sections arranged along the length of the track,
In each of the plurality of sections, the track displacement is measured at a plurality of measurement positions different from each other along the length direction, and each of the plurality of track displacement measurement values measured at each of the plurality of measurement positions is measured. a first calculation unit that calculates a first index representing variation;
a second calculator for re-measuring the track irregularity at the plurality of measurement positions in each of the plurality of sections after the track irregularity is measured by the first calculator and re-calculating the first index; ,
Based on the first calculated value of the first index calculated by the first calculator and the second calculated value of the first index calculated by the second calculator in each of the plurality of sections a third calculator that calculates a second index representing a degree of change in the track irregularity before the track irregularity is measured by the second calculator;
a plurality of first calculated values respectively calculated in each of the plurality of sections; and a third calculated value of the plurality of second indices calculated in each of the plurality of sections by the third calculation unit; a fourth calculation unit that calculates a regression expression representing the relationship between the first index and the second index based on
In each of the plurality of intervals, a first predicted value of the second index is calculated based on the first calculated value and the regression equation, and the calculated first predicted value and the third A fifth calculation unit that calculates a first correction coefficient that indicates the relationship between the calculated value and
In each of the plurality of intervals, the second calculation unit based on the second calculation value, the regression equation, and the fourth calculation value of the first correction coefficient calculated by the fifth calculation unit a sixth calculator that calculates a second predicted value of a third index representing the degree of change in the track irregularity after the track irregularity is measured by
A track displacement prediction system.
前記第5算出部は、前記複数の区間の各々で、前記回帰式に前記第1指標として前記第1算出値を代入することにより、前記第1予測値を算出し、算出された前記第1予測値に対する前記第3算出値の比率である前記第1補正係数を算出する、軌道変位予測システム。 In the track irregularity prediction system according to claim 8,
The fifth calculation unit calculates the first predicted value by substituting the first calculated value as the first index into the regression equation in each of the plurality of intervals, and calculates the calculated first predicted value. A track irregularity prediction system that calculates the first correction coefficient that is the ratio of the third calculated value to the predicted value.
前記第6算出部は、前記複数の区間の各々で、前記回帰式に前記第1指標として前記第2算出値を代入することにより、前記第2指標の第3予測値を算出し、算出された前記第3予測値に前記第1補正係数を乗ずることにより、前記第2予測値を算出する、軌道変位予測システム。 In the track irregularity prediction system according to claim 9,
The sixth calculation unit calculates a third predicted value of the second index by substituting the second calculated value as the first index into the regression equation in each of the plurality of intervals, and A track irregularity prediction system that calculates the second predicted value by multiplying the third predicted value obtained by multiplying the third predicted value by the first correction coefficient.
前記第2算出部により前記軌道変位が測定された後、前記複数の区間の各々で、前記複数の測定位置で前記軌道変位を再度測定し、前記第1指標を再度算出する第7算出部と、
前記複数の区間の各々で、前記第2算出値と、前記第7算出部により算出された前記第1指標の第5算出値と、に基づいて、前記第7算出部により前記軌道変位が測定される以前の前記軌道変位の変化の程度を表す第4指標を算出する第8算出部と、
前記複数の区間の各々で、前記第3予測値と、前記第8算出部により算出された前記第4指標の第6算出値と、前記第1補正係数と、の関係を示す第2補正係数を算出する第9算出部と、
前記複数の区間の各々で、前記第5算出値と、前記回帰式と、前記第4算出値と、前記第9算出部により算出された前記第2補正係数の第7算出値と、に基づいて、前記第7算出部により前記軌道変位が測定された以後の前記軌道変位の変化の程度を表す第5指標の第4予測値を算出する第10算出部と、
を有する、軌道変位予測システム。 In the track irregularity prediction system according to claim 10,
a seventh calculator for re-measuring the track irregularity at the plurality of measurement positions in each of the plurality of sections after the track irregularity is measured by the second calculator and recalculating the first index; ,
In each of the plurality of sections, the track displacement is measured by the seventh calculator based on the second calculated value and the fifth calculated value of the first index calculated by the seventh calculator. an eighth calculator that calculates a fourth index representing the degree of change in the track irregularity before the
a second correction coefficient representing a relationship between the third predicted value, the sixth calculated value of the fourth index calculated by the eighth calculator, and the first correction coefficient in each of the plurality of intervals; a ninth calculator that calculates
Based on the fifth calculated value, the regression equation, the fourth calculated value, and the seventh calculated value of the second correction coefficient calculated by the ninth calculator in each of the plurality of intervals a tenth calculator for calculating a fourth predicted value of a fifth index representing a degree of change in the track irregularity after the track irregularity is measured by the seventh calculator;
A track displacement prediction system.
前記第9算出部は、前記複数の区間の各々で、前記第3予測値と前記第1補正係数との積に対する、前記第6算出値の比率である、前記第2補正係数を算出する、軌道変位予測システム。 In the track irregularity prediction system according to claim 11,
The ninth calculator calculates the second correction coefficient, which is a ratio of the sixth calculated value to the product of the third predicted value and the first correction coefficient, in each of the plurality of intervals. Track irregularity prediction system.
前記第5算出部は、前記複数の区間の各々で、前記回帰式に前記第1指標として前記第1算出値を代入することにより、前記第1予測値を算出し、算出された前記第1予測値に対する前記第3算出値の差分である前記第1補正係数を算出する、軌道変位予測システム。
In the track irregularity prediction system according to claim 8,
The fifth calculation unit calculates the first predicted value by substituting the first calculated value as the first index into the regression equation in each of the plurality of intervals, and calculates the calculated first predicted value. A track irregularity prediction system that calculates the first correction coefficient that is the difference between the third calculated value and the predicted value.
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